(57)【要約】  【課題】  送信側フィルタおよび受信側フィルタを同一の圧電基板上に作製した弾性表面波素子ではアイソレーション特性が悪かった。  【解決手段】  圧電基板２の一方主面にそれぞれ励振電極３と入力パッド部５，７と出力パッド部６，８とを具備する送信側フィルタ領域12および受信側フィルタ領域13が形成され、他方主面に導体層16が形成された弾性表面波素子１を、実装用基体上に一方主面を対面させて実装しており、導体層16は、送信側フィルタ領域12の入力パッド部５および受信側フィルタ領域13の出力パッド部８の少なくとも一方と対向する領域５’，８’を除いて他方主面に形成されている弾性表面波装置である。送信側フィルタ領域12の入力パッド部５および受信側フィルタ領域13の出力パッド部８間に形成されていた寄生容量を低減することができ、アイソレーション特性を改善することができる。【選択図】  図１
2006014100.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板の一方主面にそれぞれ励振電極と入力パッド部と出力パッド部とを具備する送信側フィルタ領域および受信側フィルタ領域が形成され、他方主面に導体層が形成された弾性表面波素子を、実装用基体上に前記一方主面を対面させて実装しており、前記導体層は、前記送信側フィルタ領域の前記入力パッド部および前記受信側フィルタ領域の前記出力パッド部の少なくとも一方と対向する領域を除いて前記他方主面に形成されていることを特徴とする弾性表面波装置。
【請求項２】
前記導体層は、さらに前記送信側フィルタ領域の前記入力パッド部から前記励振電極まで直流的に接続されている部分および前記受信側フィルタ領域の前記出力パッド部から前記励振電極まで直流的に接続されている部分の少なくとも一方と対向する領域を除いて前記他方主面に形成されていることを特徴とする請求項１記載の弾性表面波装置。
【請求項３】
前記導体層は、さらに前記送信側フィルタ領域および前記受信側フィルタ領域の少なくとも一方と対向する領域を除いて前記他方主面に形成されていることを特徴とする請求項２記載の弾性表面波装置。
【請求項４】
前記圧電基板の前記他方主面の前記導体層が除かれている領域の表面粗さが、前記導体層が形成されている領域の表面粗さよりも大きいことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の弾性表面波装置。
【請求項５】
前記圧電基板の前記一方主面に前記送信側フィルタ領域および前記受信側フィルタ領域を取り囲んで環状導体が形成されており、該環状導体が前記実装用基体上に対応して形成された基体側環状導体に接合されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の弾性表面波装置。
【請求項６】
前記励振電極が抵抗体を介して前記環状導体に電気的に接続されており、該環状導体が接地電位とされていることを特徴とする請求項５記載の弾性表面波装置。
【請求項７】
前記圧電基板は、酸素含有量が化学量論比組成より少ない、タンタル酸リチウム単結晶またはニオブ酸リチウム単結晶または四ホウ酸リチウム単結晶から成ることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の弾性表面波装置。
【請求項８】
前記圧電基板は、前記一方主面側が圧電材料から成り、前記他方主面側が前記圧電材料よりも低誘電率の誘電体材料から成ることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の弾性表面波装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の弾性表面波装置を分波器として用いたことを特徴とする通信装置。
【請求項１０】
圧電基板の一方主面に導体層を形成する工程と、
前記一方主面の前記導体層をパターニングしてそれぞれ励振電極と入力パッド部と出力パッド部とを具備する送信側フィルタ領域および受信側フィルタ領域を有する多数の弾性表面波素子領域を形成する工程と、
前記圧電基板の他方主面に導体層を形成する工程と、
次に、前記圧電基板を前記弾性表面波素子領域毎に分離して多数個の弾性表面波素子を得る工程と、
次に、前記弾性表面波素子を実装用基体上に前記一方主面を対面させて実装する工程と
を具備するとともに、
前記圧電基板の一方主面に導体層を形成する工程および前記多数の弾性表面波素子領域を形成する工程および前記圧電基板の他方主面に導体層を形成する工程と前記多数個の弾性表面波素子を得る工程との間に、または前記実装する工程の後に、前記他方主面に形成した前記導体層の前記送信側フィルタ領域の前記入力パッド部および前記受信側フィルタ領域の前記出力パッド部の少なくとも一方と対向する領域を除去する工程を具備することを特徴とする弾性表面波装置の製造方法。
【請求項１１】
前記他方主面に形成した前記導体層の前記送信側フィルタ領域の前記入力パッド部および前記受信側フィルタ領域の前記出力パッド部の少なくとも一方と対向する領域を除去する工程において、前記導体層のさらに前記送信側フィルタ領域の前記入力パッド部から前記励振電極まで直流的に接続されている部分および前記受信側フィルタ領域の前記出力パッド部から前記励振電極まで直流的に接続されている部分の少なくとも一方と対向する領域も除去することを特徴とする請求項１０記載の弾性表面波装置の製造方法。
【請求項１２】
前記他方主面に形成した前記導体層の前記送信側フィルタ領域の前記入力パッド部および前記受信側フィルタ領域の前記出力パッド部の少なくとも一方と対向する領域を除去する工程において、前記導体層のさらに前記送信側フィルタ領域および前記受信側フィルタ領域の少なくとも一方と対向する領域も除去することを特徴とする請求項１０記載の弾性表面波装置の製造方法。
【請求項１３】
圧電基板の一方主面に導体層を形成する工程と、
前記一方主面の前記導体層をパターニングしてそれぞれ励振電極と入力パッド部と出力パッド部とを具備する送信側フィルタ領域および受信側フィルタ領域を有する多数の弾性表面波素子領域を形成する工程と、
前記圧電基板の他方主面に導体層を形成する工程と、
次に、前記圧電基板の前記弾性表面波素子領域を実装用基体上に前記一方主面を対面させて実装する工程と、
次に、前記圧電基板および前記実装用基体を前記弾性表面波素子領域毎に分離する工程と
を具備するとともに、
前記圧電基板の一方主面に導体層を形成する工程および前記多数の弾性表面波素子領域を形成する工程および前記圧電基板の他方主面に導体層を形成する工程と前記多数個の弾性表面波素子を得る工程との間に、または前記実装する工程の後に、前記他方主面に形成した前記導体層の前記送信側フィルタ領域の前記入力パッド部および前記受信側フィルタ領域の前記出力パッド部の少なくとも一方と対向する領域を除去する工程を具備することを特徴とする弾性表面波装置の製造方法。
【請求項１４】
前記他方主面に形成した前記導体層の前記送信側フィルタ領域の前記入力パッド部および前記受信側フィルタ領域の前記出力パッド部の少なくとも一方と対向する領域を除去する工程において、前記導体層のさらに前記送信側フィルタ領域の前記入力パッド部から前記励振電極まで直流的に接続されている部分および前記受信側フィルタ領域の前記出力パッド部から前記励振電極まで直流的に接続されている部分の少なくとも一方と対向する領域も除去することを特徴とする請求項１３記載の弾性表面波装置の製造方法。
【請求項１５】
前記他方主面に形成した前記導体層の前記送信側フィルタ領域の前記入力パッド部および前記受信側フィルタ領域の前記出力パッド部の少なくとも一方と対向する領域を除去する工程において、前記導体層のさらに前記送信側フィルタ領域および前記受信側フィルタ領域の少なくとも一方と対向する領域も除去することを特徴とする請求項１３記載の弾性表面波装置の製造方法。
【請求項１６】
前記他方主面に形成した前記導体層を除去する際に、除去する領域の前記他方主面の表面粗さを除去しない領域の前記他方主面の表面粗さよりも大きくすることを特徴とする請求項１０乃至請求項１５のいずれかに記載の弾性表面波装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性表面波装置およびその製造方法ならびに通信装置に関する。より詳しくは、同一の圧電基板上に送信側フィルタおよび受信側フィルタの両方を配置した、分波器として使用する弾性表面波装置であり、特に送信側フィルタと受信側フィルタとの間のアイソレーション特性を改善した弾性表面波装置およびその製造方法ならびにその弾性表面波装置を用いた通信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、通信機端末の多機能化に伴い、実装部品はより小型・軽量化することが求められている。その中で送信側周波数帯（例えば低周波側周波数帯）の信号と受信側周波数帯（例えば高周波側周波数帯）の信号とを分離する分波器には、従来、誘電体を用いたものが使用されてきた。しかし、誘電体分波器は現状の通信規格の周波数帯では原理的に小型化できず、また、通過帯域近傍の減衰特性を急峻にできないため、送信側周波数帯と受信側周波数帯とが接近している通信規格では満足のいく特性が得られなかった。
【０００３】
そこで近年、弾性表面波素子を用いたフィルタを分波器に利用する試みがなされている。従来から弾性表面波フィルタは段間のフィルタとして使用されていたが、分波器として使用するには耐電力性が低かった。しかし、近年この耐電力性の問題は励振電極の電極構造や電極材料を工夫することで解決することができるようになってきたため、誘電体分波器より小型で通過帯域近傍の減衰特性の良い弾性表面波分波器（以下ではＳＡＷ−ＤＰＸと記す。）が現れ始めている。
【特許文献１】特開1995−122961公報
【特許文献２】国際公開第99／54995号パンフレット
【非特許文献１】松田聡、斉藤康之、川内治、宮本晶規，「弾性波観測によるＳＡＷ共振子特性の改善」，第33回ＥＭシンポジウム予稿集，2004年5月20日，ｐ.77−82
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
段間で使用される従来のＳＡＷフィルタでは、異なる周波数帯のフィルタを同一の圧電基板に形成することにより、フィルタ全体が実装ボード上に占める割合を小さくしてきた（以下ではこのようなＳＡＷフィルタをDual−ＳＡＷフィルタと記す。）。同様にＳＡＷ−ＤＰＸにおいても、送信側周波数帯のフィルタ（以下ではＴｘフィルタと記す。）と受信側周波数帯のフィルタ（以下ではＲｘフィルタと記す。）とを同一の圧電基板上に形成することにより小型化を図ることができる。
【０００５】
しかし、実際に同一の圧電基板上にＴｘフィルタとＲｘフィルタとを形成すると、両フィルタ間でのアイソレーション特性が通信機端末における要求仕様を満足できないことが問題となっていた。このアイソレーション特性とは、一方のフィルタから他方のフィルタに漏れる信号の特性のことであり、このような信号の漏れはできるだけ小さく抑える必要がある。特に分波器においては、送信側で増幅された電力の大きい送信信号がＴｘフィルタからＲｘフィルタに漏れて受信側に漏れると、もともと電力の小さい受信信号を受信することができなくなってしまう。このため、分波器に要求されるアイソレーション特性の仕様では信号の漏れを極めて小さく抑えることが要求されており、段間で使用されるDual−ＳＡＷフィルタに要求される仕様に比べて非常に厳しくなっている。
【０００６】
このフィルタ間でのアイソレーション特性の劣化の原因の一つは、弾性表面波の漏れであると考えられる。特にＳＡＷ−ＤＰＸでは、Ｔｘフィルタを形成する励振電極で励振された弾性表面波をその励振電極中に充分に閉じ込めることができず、Ｔｘフィルタの励振電極から漏れた弾性表面波が圧電基板の表面を伝搬し、これがＲｘフィルタを形成する励振電極によって受信されてしまうことにより、ＴｘフィルタからＲｘフィルタへと信号が漏れてしまい、アイソレーション特性が劣化すると考えられる。その概念を図６にＳＡＷ−ＤＰＸの弾性表面波素子の一例を示す上面図に示す。
【０００７】
図６において、１は弾性表面波素子であり、圧電基板２の一方主面にＴｘフィルタ領域12およびＲｘフィルタ領域13が設けられ、各領域にはそれぞれ複数の励振電極３および励振電極３間を接続する接続電極４からなる弾性表面波フィルタが形成されている。５はＴｘフィルタの入力パッド部、６はアンテナへ接続されるＴｘフィルタの出力パッド部、７はアンテナへ接続されるＲｘフィルタの入力パッド部、８はＲｘフィルタの出力パッド部である。また、９は接地電極であり、10はＴｘフィルタ領域12とＲｘフィルタ領域13とを個別に取り囲むように形成された環状導体である。
【０００８】
この弾性表面波素子１においては、Ｔｘフィルタ領域12とＲｘフィルタ領域13とを個別に環状導体10で取り囲むことによって電気的に分離しているが、Ｔｘフィルタ領域12の励振電極３とＲｘフィルタ領域13の励振電極３とが、それぞれの弾性表面波の伝搬経路の方向とが重なるように配置されているため、Ｔｘフィルタ領域12の励振電極３からＲｘフィルタ領域13の励振電極３に図６中に矢印で示すように弾性表面波の漏れ14が生じてしまい、これによってアイソレーション特性が劣化してしまうという問題点があった。
【０００９】
このような問題点に対して、同一の圧電基板２に形成していたＴｘフィルタ領域12とＲｘフィルタ領域13とを別個の圧電基板に形成して分断することにより、弾性表面波の漏れ14の伝搬を遮断してアイソレーション特性を改善する試みがなされている（例えば、非特許文献１を参照。）。しかし、このような試みでは確かにアイソレーション特性は改善するが、もともと一体に形成していたＴｘフィルタ領域12とＲｘフィルタ領域13とを別個の圧電基板に分断して形成するので、ＴｘフィルタとＲｘフィルタとを実装用基体に実装した場合に分波器として機能する領域の占める面積は、Ｔｘフィルタ領域12とＲｘフィルタ領域13とを同一の圧電基板２に一体に形成した場合に比べて大きくなってしまうため、小型化の要求に応えることができないという問題点がある。
【００１０】
そこで、従来は図６に示すように配置していたＴｘフィルタ領域12およびＲｘフィルタ領域13の励振電極３を、弾性表面波の伝搬経路が重ならないように、例えば図７に示す弾性表面波素子の上面図におけるように配置すると、Ｔｘフィルタ領域12とＲｘフィルタ領域13とを別個の圧電基板に分断することなく同一の圧電基板２上に形成して小型化を図りつつ、アイソレーション特性が改善された小型のＳＡＷ−ＤＰＸとすることができるはずである。図７において図６と同様の箇所には同じ符号を付してあり、図７に示す弾性表面波素子では、Ｔｘフィルタ領域12およびＲｘフィルタ領域13のそれぞれの励振電極３を弾性表面波の伝搬経路が平行となるように配置しており、Ｔｘフィルタ領域12の励振電極３から弾性表面波が漏れても、それをＲｘフィルタ領域13の励振電極３で受けることがないので、アイソレーション特性は劣化しないというものである。
【００１１】
しかし、本発明者らが詳細な実験を行なったところ、図７に示すような励振電極の配置としてもアイソレーション特性は改善されなかった。これはアイソレーション特性の劣化の原因が弾性表面波の漏れだけではないことを意味している。
【００１２】
そこで、本発明者らが詳細に検討を重ねた結果、アイソレーション特性の劣化に関して従来は知られていなかった原因を見出し、その解決手段として本発明を案出するに至った。
【００１３】
本発明は、以上のように従来のDual−ＳＡＷフィルタでは問題では無かったが同一の圧電基板にＴｘフィルタとＲｘフィルタとを一体に形成したＳＡＷ−ＤＰＸでは問題となっていたアイソレーション特性を改善するべく案出されたものであり、その目的は、ＴｘフィルタとＲｘフィルタとを別個の圧電基板に分断することなしに、小型で優れたアイソレーション特性を有する弾性表面波装置およびその製造方法を提供することにある。
【００１４】
また、本発明の他の目的は、ＴｘフィルタとＲｘフィルタとを一体に集積したデュプレクサ以外の分波器にも適用することができる、小型で優れたアイソレーション特性を有する弾性表面波装置およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明者らは、詳細な実験とシミュレーションとによって、アイソレーション特性の劣化が圧電基板の一方主面に形成されたＴｘフィルタの入力電極とＲｘフィルタの出力電極とが、通常は圧電基板の他方主面（以下では裏面とも記す。）の全面にわたって形成されている裏面導体層を介して容量的に結合していることが原因であることを突き止めた。このシミュレーション結果およびシミュレーションに使用した回路の概念図を図９に示す。
【００１６】
図９において、（ａ）は寄生容量が無い場合の回路図およびアイソレーション特性の例を示す線図であり、（ｂ）は寄生容量がある場合の回路図およびアイソレーション特性の例を示す線図である。図９（ｂ）で示した寄生容量はＴｘフィルタの入力パッド部とＲｘフィルタの出力パッド部との間に存在する寄生容量であり、50ｆＦ程度の非常に微小な寄生容量である。図９に示す結果から、このような非常に微小な寄生容量が存在するだけで、アイソレーション特性が劣化していることが分かる。すなわち、図９（ａ）および（ｂ）の比較から分かるように、869ＭＨｚから894ＭＨｚでの信号強度が、このような寄生容量がある場合には（ｂ）に示すように−30〜−40ｄＢであったものが、寄生容量がない場合には（ａ）に示すように−50ｄＢ以下となっており、寄生容量がないことによってアイソレーション特性が大きく改善していることが分かる。
【００１７】
このような50ｆＦ程度の寄生容量は、例えば圧電基板に厚み250μｍのタンタル酸リチウム単結晶基板を用いた場合であれば、比誘電率を42.7として計算すると、圧電基板の表面と裏面とに一辺が約180μｍの方形の電極が対向してある場合に形成される容量に相当する。通常、弾性表面波フィルタの入出力パッド部の面積はこの程度のものとなるため、シミュレーションで寄生容量として挿入した値は妥当に現実を反映した値であると言える。なお、アイソレーション特性に最も影響を与えるのは、ここで説明したＴｘフィルタの入力パッド部とＲｘフィルタの出力パッド部との間の寄生容量であるが、各フィルタの励振電極を接続する接続電極と各フィルタの入出力パッド部との間および一方のフィルタの励振電極を接続する接続電極と他方のフィルタの励振電極を接続する接続電極との間に発生する寄生容量も、同様にアイソレーション特性を劣化させる。
【００１８】
弾性表面波素子は圧電基板上に作製される櫛歯状の励振電極を用いた素子である。通常、圧電体は急激な温度変化により焦電性を示すため、圧電基板を用いて素子を作製する際に急激な温度変化のある工程を通すと、圧電基板の焦電性のためスパークが発生して素子を破壊（焦電破壊）してしまうこととなる。そこで、なるべく圧電基板に電荷が蓄積しないようにするために、圧電基板の裏面の全面にわたって導体層を成膜することが一般的となっている。しかし、本発明者らは、この裏面導体層は素子作製工程中は焦電破壊防止に有効であるが、弾性表面波素子のアイソレーション特性には有害であるということを見出した。
【００１９】
ところで、この裏面導体層を実装用基体の接地電極と導通させることにより各フィルタの入出力パッド部間の容量的な結合はある程度小さくすることができるが、この対策ではアイソレーション特性の改善は充分ではない。また、圧電基板の裏面（裏面導体層の形成面）と実装用基体の主面とを対向させて弾性表面波素子を実装する場合には実装用基体の主面に接地電極を設ければよいが、この場合は改めて圧電基板の表面側に振動空間を確保して励振電極を外部から守るために、リッドやカバーを取着することによって圧電基板の表面を保護する必要がある。しかし、この場合にはリッドやカバーを取着する面積が別途必要なため、弾性表面波装置の小型化には不利である。また、圧電基板の表面（励振電極の形成面）と実装用基体の主面とを対向させてその間に振動空間を確保して実装（フリップチップ実装）する場合は、小型化には有利であるが、圧電基板の裏面の裏面導体層が接地電位のとれる実装用基体の主面と空間的に離れてしまうので、裏面導体層から実装用基体の主面上の接地電極まで接地を取るには余分な工程を必要とするため製造コストが高くなってしまうという問題点がある。
【００２０】
そこで本発明では以下のような弾性表面波装置とし、また以下のような製造方法により弾性表面波装置を作製するものである。
【００２１】
本発明の弾性表面波装置は、圧電基板の一方主面にそれぞれ励振電極と入力パッド部と出力パッド部とを具備する送信側フィルタ領域および受信側フィルタ領域が形成され、他方主面に導体層が形成された弾性表面波素子を、実装用基体上に前記一方主面を対面させて実装しており、前記導体層は、前記送信側フィルタ領域の前記入力パッド部および前記受信側フィルタ領域の前記出力パッド部の少なくとも一方と対向する領域を除いて前記他方主面に形成されていることを特徴とするものである。
【００２２】
また、本発明の弾性表面波装置は、上記構成において、前記導体層は、さらに前記送信側フィルタ領域の前記入力パッド部から前記励振電極まで直流的に接続されている部分および前記受信側フィルタ領域の前記出力パッド部から前記励振電極まで直流的に接続されている部分の少なくとも一方と対向する領域を除いて前記他方主面に形成されていることを特徴とするものである。
【００２３】
また、本発明の弾性表面波装置は、上記構成において、前記導体層は、さらに前記送信側フィルタ領域および前記受信側フィルタ領域の少なくとも一方と対向する領域を除いて前記他方主面に形成されていることを特徴とするものである。
【００２４】
また、本発明の弾性表面波装置は、上記各構成において、前記圧電基板の前記他方主面の前記導体層が除かれている領域の表面粗さが、前記導体層が形成されている領域の表面粗さよりも大きいことを特徴とするものである。
【００２５】
また、本発明の弾性表面波装置は、上記各構成において、前記圧電基板の前記一方主面に前記送信側フィルタ領域および前記受信側フィルタ領域を取り囲んで環状導体が形成されており、この環状導体が前記実装用基体上に対応して形成された基体側環状導体に接合されていることを特徴とするものである。
【００２６】
また、本発明の弾性表面波装置は、上記構成において、前記励振電極が抵抗体を介して前記環状導体に電気的に接続されており、この環状導体が接地電位とされていることを特徴とするものである。
【００２７】
また、本発明の弾性表面波装置は、上記各構成において、前記圧電基板は、酸素含有量が化学量論比組成より少ない、タンタル酸リチウム単結晶またはニオブ酸リチウム単結晶または四ホウ酸リチウム単結晶から成ることを特徴とするものである。
【００２８】
また、本発明の弾性表面波装置は、上記各構成において、前記圧電基板は、前記一方主面側が圧電材料から成り、前記他方主面側が前記圧電材料よりも低誘電率の誘電体材料から成ることを特徴とするものである。
【００２９】
本発明の通信装置は、上記いずれかの本発明の弾性表面波装置を分波器として用いたことを特徴とするものである。
【００３０】
本発明の弾性表面波装置の第１の製造方法は、圧電基板の一方主面に導体層を形成する工程と、前記一方主面の前記導体層をパターニングしてそれぞれ励振電極と入力パッド部と出力パッド部とを具備する送信側フィルタ領域および受信側フィルタ領域を有する多数の弾性表面波素子領域を形成する工程と、前記圧電基板の他方主面に導体層を形成する工程と、次に、前記圧電基板を前記弾性表面波素子領域毎に分離して多数個の弾性表面波素子を得る工程と、次に、前記弾性表面波素子を実装用基体上に前記一方主面を対面させて実装する工程とを具備するとともに、前記圧電基板の一方主面に導体層を形成する工程および前記多数の弾性表面波素子領域を形成する工程および前記圧電基板の他方主面に導体層を形成する工程と前記多数個の弾性表面波素子を得る工程との間に、または前記実装する工程の後に、前記他方主面に形成した前記導体層の前記送信側フィルタ領域の前記入力パッド部および前記受信側フィルタ領域の前記出力パッド部の少なくとも一方と対向する領域を除去する工程を具備することを特徴とするものである。
【００３１】
また、本発明の弾性表面波装置の第１の製造方法は、上記構成において、前記他方主面に形成した前記導体層の前記送信側フィルタ領域の前記入力パッド部および前記受信側フィルタ領域の前記出力パッド部の少なくとも一方と対向する領域を除去する工程において、前記導体層のさらに前記送信側フィルタ領域の前記入力パッド部から前記励振電極まで直流的に接続されている部分および前記受信側フィルタ領域の前記出力パッド部から前記励振電極まで直流的に接続されている部分の少なくとも一方と対向する領域も除去することを特徴とするものである。
【００３２】
また、本発明の弾性表面波装置の第１の製造方法は、上記構成において、前記他方主面に形成した前記導体層の前記送信側フィルタ領域の前記入力パッド部および前記受信側フィルタ領域の前記出力パッド部の少なくとも一方と対向する領域を除去する工程において、前記導体層のさらに前記送信側フィルタ領域および前記受信側フィルタ領域の少なくとも一方と対向する領域も除去することを特徴とするものである。
【００３３】
本発明の弾性表面波装置の第２の製造方法は、圧電基板の一方主面に導体層を形成する工程と、前記一方主面の前記導体層をパターニングしてそれぞれ励振電極と入力パッド部と出力パッド部とを具備する送信側フィルタ領域および受信側フィルタ領域を有する多数の弾性表面波素子領域を形成する工程と、前記圧電基板の他方主面に導体層を形成する工程と、次に、前記圧電基板の前記弾性表面波素子領域を実装用基体上に前記一方主面を対面させて実装する工程と、次に、前記圧電基板および前記実装用基体を前記弾性表面波素子領域毎に分離する工程とを具備するとともに、前記圧電基板の一方主面に導体層を形成する工程および前記多数の弾性表面波素子領域を形成する工程および前記圧電基板の他方主面に導体層を形成する工程と前記多数個の弾性表面波素子を得る工程との間に、または前記実装する工程の後に、前記他方主面に形成した前記導体層の前記送信側フィルタ領域の前記入力パッド部および前記受信側フィルタ領域の前記出力パッド部の少なくとも一方と対向する領域を除去する工程を具備することを特徴とするものである。
【００３４】
また、本発明の弾性表面波装置の第２の製造方法は、上記構成において、前記他方主面に形成した前記導体層の前記送信側フィルタ領域の前記入力パッド部および前記受信側フィルタ領域の前記出力パッド部の少なくとも一方と対向する領域を除去する工程において、前記導体層のさらに前記送信側フィルタ領域の前記入力パッド部から前記励振電極まで直流的に接続されている部分および前記受信側フィルタ領域の前記出力パッド部から前記励振電極まで直流的に接続されている部分の少なくとも一方と対向する領域も除去することを特徴とするものである。
【００３５】
また、本発明の弾性表面波装置の第２の製造方法は、上記構成において、前記他方主面に形成した前記導体層の前記送信側フィルタ領域の前記入力パッド部および前記受信側フィルタ領域の前記出力パッド部の少なくとも一方と対向する領域を除去する工程において、前記導体層のさらに前記送信側フィルタ領域および前記受信側フィルタ領域の少なくとも一方と対向する領域も除去することを特徴とするものである。
【００３６】
さらに、本発明の弾性表面波装置の第１および第２の製造方法は、上記各構成において、前記他方主面に形成した前記導体層を除去する際に、除去する領域の前記他方主面の表面粗さを除去しない領域の前記他方主面の表面粗さよりも大きくすることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００３７】
本発明の弾性表面波装置によれば、圧電基板の他方主面に形成された導体層が、送信側フィルタ領域の入力パッド部および受信側フィルタ領域の出力パッド部の少なくとも一方と対向する領域を除いて他方主面に形成されていることから、送信側フィルタ領域の入力パッド部および受信側フィルタ領域の出力パッド部の間に形成される寄生容量を、従来のように他方主面の全面にわたって導体層が形成されている場合よりも大幅に小さくすることができるため、その寄生容量に起因するアイソレーション特性の劣化を抑えることができ、アイソレーション特性を大幅に改善することができる。
【００３８】
また、本発明の弾性表面波装置によれば、圧電基板の他方主面の導体層が、さらに送信側フィルタ領域の入力パッド部から励振電極まで直流的に接続されている部分および受信側フィルタ領域の出力パッド部から励振電極まで直流的に接続されている部分の少なくとも一方と対向する領域を除いて他方主面に形成されているときには、さらに送信側フィルタ領域の入力パッド部から励振電極まで直流的に接続されている部分および／または受信側フィルタ領域の出力パッド部から励振電極まで直流的に接続されている部分によって形成される寄生容量も低減することができるため、さらにアイソレーション特性を大幅に改善することができる。
【００３９】
また、本発明の弾性表面波装置によれば、圧電基板の他方主面の導体層が、さらに送信側フィルタ領域および受信側フィルタ領域の少なくとも一方と対向する領域を除いて他方主面に形成されているときには、さらに確実にフィルタを形成する複数の励振電極を接続する接続電極や励振電極と入出力電極との間に形成される寄生容量を全て低減することができるため、さらにアイソレーション特性を大幅に改善することができる。
【００４０】
また、本発明の弾性表面波装置によれば、圧電基板の他方主面の導体層が除かれている領域の表面粗さが、導体層が形成されている領域の表面粗さよりも大きいときには、アイソレーション特性の劣化のうち、バルク波の伝搬により劣化していた分をも低減することができるので、アイソレーション特性をさらに大幅に改善することができる。アイソレーション特性の劣化の主要因はこれまでに述べてきたように寄生容量によるものであるが、アイソレーション特性は、共振器の励振電極で弾性表面波に変換されずにバルク波となってしまった音響波が、一方のフィルタ領域から圧電基板の内部を伝搬し、圧電基板の他方主面で反射され、他方のフィルタ領域に形成されている共振器の励振電極に結合することによっても劣化する。このバルク波の伝搬によるアイソレーション特性の劣化は寄生容量による劣化に比べると小さいが、アイソレーション特性に求められる厳しい要求を完全に満たすためにはこのバルク波による劣化も抑制することが好ましい。これに対し、圧電基板の他方主面の導体層が除かれている領域の表面粗さを、導体層が形成されている領域の表面粗さよりも大きいものとすることにより、部分的に粗くした圧電基板の他方主面でバルク波が散乱されるため、一方のフィルタ領域の励振電極から発生したバルク波が他方のフィルタ領域に形成されている励振電極に十分に結合しないようにすることができるので、アイソレーション特性をさらに改善することができる。
【００４１】
また、本発明の弾性表面波装置によれば、圧電基板の一方主面に送信側フィルタ領域および受信側フィルタ領域を取り囲んで環状導体が形成されており、この環状導体が実装用基体上に対応して形成された基体側環状導体に接合されているときには、これら環状導体および基体側環状導体を接合することによって弾性表面波素子を実装用基体上に強固に、かつ励振電極および入力パッド部および出力パッド部を気密に封止した状態で実装することができるため、後述するように実装用基体上に弾性表面波素子を実装した後に圧電基板の他方主面の導体層を加工する際に、圧電基板の一方主面に形成されている励振電極にダメージを与えずに加工することができる。なお、この環状導体の形状は、送信側フィルタ領域および受信側フィルタ領域を個別に囲む形状であっても、共に囲む形状であっても構わない。
【００４２】
また、本発明の弾性表面波装置によれば、励振電極が抵抗体を介して環状導体に電気的に接続されており、この環状導体が接地電位とされているときには、励振電極は直流的には接地電位に接続されているが、弾性表面波装置が使用される周波数帯ではほぼ接地電位からは絶縁されている状態とすることができるため、フィルタの帯域通過特性に影響を与えずに励振電極に電荷が蓄積することを防止できる。従って、圧電基板の他方主面の全面に導体層が無くとも、弾性表面波装置の焦電破壊を確実に防止することができる。
【００４３】
また、本発明の弾性表面波装置によれば、圧電基板が、酸素含有量が化学量論比組成より少ない、タンタル酸リチウム単結晶またはニオブ酸リチウム単結晶または四ホウ酸リチウム単結晶から成るときには、この圧電基板は、励振電極を環状導体に電気的に接続する抵抗体と同様に、直流的には導体に見えるが弾性表面波装置が使用される周波数帯ではほぼ絶縁体に見えるという性質を持つ。従って、これを弾性表面波装置の基板として使用することによって、フィルタの帯域通過特性に影響を与えずに励振電極に電荷が蓄積することを防止できる。従って、圧電基板の他方主面の全面に導体層が無くとも、弾性表面波装置の焦電破壊を良好に防止することができる。しかも、焦電破壊を防止するために弾性表面波装置の製造工程において工程数を増加させることがない。
【００４４】
また、以上の本発明の弾性表面波装置においては、圧電基板の他方主面の所定の領域をできるだけ除いて導体層を形成することにより送信側フィルタ領域の入力パッド部と受信側フィルタ領域の出力パッド部との間に発生する寄生容量を低減してきたが（これは寄生容量を形成する電極の面積を小さくすることに相当する。）、これらに加えて、圧電基板が、一方主面側が圧電材料から成り、他方主面側がその圧電材料よりも低誘電率の誘電体材料から成るときには、送信側フィルタ領域の入力パッド部と受信側フィルタ領域の出力パッド部との間の実効誘電率を小さくすることができ、これによっても寄生容量を低減することができる（これは寄生容量を形成する電極間の誘電率を小さくすることに相当する。）ので、アイソレーション特性をさらに改善することができる。特に、この圧電材料として、酸素含有量が化学量論比組成より少ない、タンタル酸リチウム単結晶またはニオブ酸リチウム単結晶または四ホウ酸リチウム単結晶を使用すると、焦電破壊を良好に防止する効果と実効誘電率を小さくする効果との両方を得ることができる。
【００４５】
そして、本発明の通信装置によれば、以上のような本発明の弾性表面波装置を分波器として用いたことにより、分波器に対して要求されている厳しいアイソレーション特性を満たすことができるものが得られ、また、弾性表面波装置が良好なアイソレーション特性を有する分波器でありながら小型であるので、他部品の実装面積をより大きく取ることができ、部品の選択の幅が広がるため、高機能な通信装置を実現することができる。
【００４６】
以上のような本発明の弾性表面波装置を作製するには、以下のような本発明の弾性表面波装置の製造方法が好適である。
【００４７】
本発明の弾性表面波装置の第１の製造方法によれば、圧電基板の一方主面に導体層を形成する工程および多数の弾性表面波素子領域を形成する工程および圧電基板の他方主面に導体層を形成する工程と多数個の弾性表面波素子を得る工程との間で圧電基板の他方主面の導体層を部分的に除去する場合には、多数個の弾性表面波素子が一体に形成された圧電基板に対して他方主面の導体層に対する除去処理を一括して行なえるため、除去工程における効率が良いものとなる。また、弾性表面波素子を実装用基体に一方主面を対面させて実装する工程の後に圧電基板の他方主面の導体層を部分的に除去する場合には、実装工程で温度履歴がかかることによって起こる可能性のある弾性表面波素子の焦電破壊を確実に防止することができる。
【００４８】
本発明の弾性表面波装置の第２の製造方法によれば、圧電基板の一方主面に導体層を形成する工程および多数の弾性表面波素子領域を形成する工程および圧電基板の他方主面に導体層を形成する工程と多数個の弾性表面波素子を得る工程との間で圧電基板の他方主面の導体層を部分的に除去する場合には、多数個の弾性表面波素子が一体に形成された圧電基板に対して他方主面の導体層に対する除去処理を一括して行なえるため、除去工程における効率が良いものとなる。また、圧電基板の弾性表面波素子領域を実装用基体に一方主面を対面させて実装する工程の後に圧電基板の他方主面の導体層を部分的に除去する場合には、実装工程で温度履歴がかかることによって起こる可能性のある弾性表面波素子の焦電破壊を確実に防止することができる。さらに、多数個の弾性表面波素子領域が作製されている圧電基板を実装用基体に実装した状態で他方主面の導体層に対する除去処理を行なえるため、除去工程における効率も良いものとなる。もちろん、他方主面の導体層に対する除去処理は、圧電基板および実装用基体を弾性表面波素子領域毎に分離する工程の後に行なっても構わない。また、この分離する工程では、圧電基板と実装用基体のどちらか片方を先に分離しても、圧電基板と実装用基体とを同時に分離しても構わない。
【００４９】
ところで、バルク波の伝搬によるアイソレーション特性の劣化は、元々表面を大きく荒らした圧電基板を使用すれば抑制することができるが、弾性表面波を伝搬させる励振電極を形成している一方主面は鏡面である必要があるため、他方主面のみが大きく荒れた圧電基板は温度変化により大きく反ってしまい、弾性表面波素子の作製工程中に破損しやすいという問題点がある。一方、近年の電子部品への小型化・低背化の要求から、弾性表面波素子の圧電基板の厚みが次第に薄くされているが、圧電基板の厚みが薄くなるとますます破損する確率は大きくなってしまう。
【００５０】
これに対し、本発明の弾性表面波装置の製造方法によれば、圧電基板の他方主面に形成した導体層を除去する際に、除去する領域の他方主面の表面粗さを除去しない領域の他方主面の表面粗さよりも大きくするようにしたときには、薄型化が進められている圧電基板についても破損する危険性を大きくせずに、バルク波の伝搬によるアイソレーション特性の劣化を効率良く抑えることができる。また、これを寄生容量によるアイソレーション特性の劣化に対する対策と同時に行なえるため、効率的である。
【００５１】
以上のように、本発明によれば、同一の圧電基板上に送信側フィルタと受信側フィルタとを、アイソレーション特性を大幅に改善して、一体に形成することができる。従って、送信側フィルタと受信側フィルタとを別個の圧電基板に作製したものよりも小型のＳＡＷ−ＤＰＸを作製することができる。また、１枚の圧電基板から多数個の弾性表面波装置を得ることができるので、弾性表面波装置の低価格化を実現することができる。また、圧電基板の一方主面（励振電極の形成面）を実装用基体の主面に対向させた実装（フリップチップ実装）を行なっても、Ｔｘフィルタの入力電極とＲｘフィルタの出力電極とが他方主面の導体層を介して容量結合することがないので、小型のＳＡＷ−ＤＰＸでありながらアイソレーション特性を劣化させない弾性表面波装置を得ることができ、しかも、作製工程において圧電基板の他方主面の全面に導体層が無くとも弾性表面波素子の焦電破壊を防止することができる。また、近年の部品に対する小型化・低背化の要求から、弾性表面波装置に対しても圧電基板の厚みを薄くすることが求められているが、圧電基板が薄くなるほど圧電基板の一方主面の電極と他方主面の導体層との間の容量は大きくなり、従って寄生容量を介した容量結合によって起こるアイソレーション特性の劣化はさらに深刻化することとなるが、これに対しても、他方主面の導体層を部分的に除去することにより、薄型でかつ良好なアイソレーション特性を有する弾性表面波装置を得ることができる。
【００５２】
そして、本発明の弾性表面波装置は、良好なアイソレーション特性を有するものでありながら小型である、分波器として好適なものであるので、他部品の実装面積を大きく取れる等により、高機能を実現できる通信装置を作製することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５３】
以下、本発明の弾性表面波装置およびその製造方法の実施の形態の例について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下に説明する図面において同様の箇所には同じ符号を付すものとする。また、各電極の大きさや電極間の距離等、あるいは電極指の本数や間隔等については、説明のために模式的に図示したものであるので、これらに限定されるものではない。
【００５４】
＜実施の形態の例１＞
本発明の弾性表面波装置の実施の形態の例１における弾性表面波素子の一方主面を示す上面図は、図６と同様である。また、この例１における弾性表面波素子の他方主面の上面図を図１に示す。
【００５５】
図６に示すように、弾性表面波素子１の圧電基板２上には送信側フィルタ領域12および受信側フィルタ領域13が形成されている。送信側フィルタ領域12には、共振器を構成する複数の励振電極３およびこれらを接続する接続電極４と、弾性表面波素子１と実装用基体（図示せず）とを接続するための励振電極３に電気的に接続された入力パッド部５および出力パッド部６が形成されている。同様に受信側フィルタ領域13には、共振器を構成する複数の励振電極３およびこれらを接続する接続電極４と、弾性表面波素子１と実装用基体とを接続するための励振電極３に電気的に接続された入力パッド部７および出力パッド部８が形成されている。
【００５６】
また、環状導体10は半田等を用いて実装用基体の上面にこれに対応させて形成された、接地電極としても機能する基体側環状導体と接続される。この例では、環状導体10は送信側フィルタ領域12と受信側フィルタ領域13とを個別に取り囲むようにして一体に形成されており、受信側フィルタ領域13のＲｘフィルタの接地電極として機能するとともに圧電基板２と実装用基体との間で送信側フィルタ領域12と受信側フィルタ領域13とを封止する役割を持つ。なお、この例では、送信側フィルタ領域12のＴｘフィルタの接地は、接地電極パッド11を実装用基体の接地電極と接続することでとっており、圧電基板２上では環状導体10に接続していない。
【００５７】
また、図１に示すように、圧電基板２の他方主面には導体層16が形成されている。ここで、導体層16は、図１にそのパターンを示すように、圧電基板２の一方主面の送信側フィルタ領域12（Ｔｘフィルタ）の入力パッド部５に対向する領域５’とその周囲、および受信側フィルタ領域13（Ｒｘフィルタ）の出力パッド部８に対向する領域８’とその周囲を除いて形成されている。このように領域５’および領域８’を除いて導体層16を形成することによって、Ｔｘフィルタの入力パッド部５とＲｘフィルタの出力パッド部８とが導体層16との間で発生する寄生容量を介して容量的な結合をするのを防ぐことができ、従って、アイソレーション特性を大幅に改善することができる。
【００５８】
なお、本例では圧電基板２の他方主面のＴｘフィルタの入力パッド部５に対向する領域５’とその周囲、およびＲｘフィルタの出力パッド部８に対向する領域８’とその周囲の両方に導体層16が無いパターンを示したが、これらの領域５’，８’のうち少なくともどちらか片方に導体層16が無ければ、ある程度のアイソレーション特性の改善の効果が得られる。
【００５９】
また、本例では環状導体10をＲｘフィルタの接地電極として利用したが、ＲｘフィルタにおいてもＴｘフィルタと同様に、環状導体10を接地電極として用いずに実装用基体の接地電極に直接接続しても構わない。また逆に、環状導体10をＴｘフィルタの接地電極として用い、Ｒｘフィルタを実装用基体の接地電極に直接接続しても構わない。特に、Ｔｘフィルタの通過帯域がＲｘフィルタの通過帯域より低周波側に位置するときには、図６に示すように、Ｔｘフィルタの接地電極を環状導体10に接続しない構成が、Ｔｘフィルタの通過帯域のうち高域側のＲｘフィルタの通過帯域に相当する周波数で高い減衰量を得る上で望ましいものとなる。
【００６０】
＜実施の形態の例２＞
図２に本発明の弾性表面波装置の実施の形態の例２における弾性表面波素子の一方主面を示す上面図を示す。この例では、圧電基板２の一方主面側の構成は例１と同じであるが、他方主面の導体層16のパターンが異なっている。例１では圧電基板２の他方主面の送信側フィルタ領域12（Ｔｘフィルタ）の入力パッド部５に対向する領域５’とその周囲、および受信側フィルタ領域13（Ｒｘフィルタ）の出力パッド部８に対向する領域８’とその周囲のみに導体層16が無いパターンを用いたが、この例２では、圧電基板２の一方主面の送信側フィルタ領域12（Ｔｘフィルタ）の入力パッド部５から共振器の励振電極３まで直流的に接続されている部分に対向する領域５”および受信側フィルタ領域13（Ｒｘフィルタ）の出力パッド部８から共振器の励振電極３まで直流的に接続されている部分に対向する領域８”を除いて導体層16が形成されている。このように領域５”および領域８”を除いて導体層16を形成することによって、寄生容量をさらに低減させることができ、寄生容量を介した容量的な結合をより確実に抑えることができる。
【００６１】
また、これら送信側フィルタ領域12の入力パッド部５から共振器の励振電極３まで直流的に接続されている部分に対向する領域５”および受信側フィルタ領域13の出力パッド部８から共振器の励振電極３まで直流的に接続されている部分に対向する領域８”のパターン形状は、図３に同様の上面図で示すように、圧電基板２の一方主面の送信側フィルタ領域12（Ｔｘフィルタ）の入力パッド部５から共振器の励振電極３まで直流的に接続されている部分に対向する領域５”および受信側フィルタ領域13（Ｒｘフィルタ）の出力パッド部８から共振器の励振電極３まで直流的に接続されている部分に対向する領域８”のそれぞれ全体を覆うような単純なパターン形状であっても構わない。
【００６２】
＜実施の形態の例３＞
この例では、寄生容量を介した容量的な結合をさらに確実に抑えるために、圧電基板２の一方主面の送信側フィルタ領域12および受信側フィルタ領域13の少なくとも一方と対向する領域を除いて、圧電基板２の他方主面の導体層16を形成した。その導体層16のパターンの例を図４に同様の上面図で示す。この図４に示す例３では、送信側フィルタ領域12と対向する領域12’を除いて導体層16を形成した例を示している。また、この例３では、図５に同様の上面図で示すように、圧電基板２の一方主面の送信側フィルタ領域12および受信側フィルタ領域13と対向する領域12’および13’の両方を除いた導体層16のパターンとしてもよい。
【００６３】
この例３のように、圧電基板２の一方主面の送信側フィルタ領域12および受信側フィルタ領域13の少なくとも一方と対向する領域を除いて、圧電基板２の他方主面の導体層16を形成することにより、送信側フィルタおよび受信側フィルタと導体層16との間における不要な寄生容量の発生を確実に抑えることができるので、寄生容量を介した容量的な結合に起因するアイソレーション特性の劣化をさらにより確実に抑えることができ、アイソレーション特性が極めて優れており、しかも作製時における焦電破壊の発生も効果的に抑制することができる弾性表面波装置とすることができる。
【００６４】
また、この例３のように導体層16のうち圧電基板２の一方主面の送信側フィルタ領域12および受信側フィルタ領域13の少なくとも一方と対向する領域を除くときには、圧電基板２の他方主面の導体層16が除かれている領域12’，13’の表面粗さを、導体層16が形成されている領域の表面粗さよりも大きくするときにも、より広い面積で表面粗さを大きくしてバルク波の伝搬をより確実に抑制することができ、アイソレーション特性の劣化のうち、バルク波の伝搬により劣化していた分も効果的に低減することができるので、アイソレーション特性をさらに大幅に改善するのに有利なものとなる。
【００６５】
なお、このように導体層16が除かれている領域12’，13’の表面粗さを導体層16が形成されている領域の表面粗さよりも大きくすることによる、バルク波の伝搬により劣化していた分のアイソレーション特性の改善の効果は、例１および例２においても同様である。
【００６６】
＜実施の形態の例４＞
本例では、圧電基板２の一方主面側の構成は図８に示す例と同様とし、全ての励振電極３が環状導体10と直流的に導通するように、共振器を形成する励振電極３と環状導体10とを抵抗体15を介して接続した。また、環状電極10は実装用基体の接地電極に接続して接地電位としている。このように、励振電極３が抵抗体15を介して環状導体10に電気的に接続されており、この環状導体10が接地電位とされているものとすることにより、圧電基板２の一方主面から実装用基体の接地電極に電荷を逃がすことができるため、弾性表面波素子１の焦電破壊を効果的に防止することができる。
【００６７】
なお、この抵抗体15は、送信側フィルタおよび受信側フィルタが使用される周波数帯においては十分に高抵抗で、ほとんど絶縁体に見える抵抗値となるように選択する。抵抗体15の材料としては、シリコンや酸化チタン等の高抵抗半導体を用いるのが好適である。これらの材料は、微量にホウ素等の元素を添加したり、組成比を調整したりすることにより、抵抗値を適正な値に制御することができる。
【００６８】
＜実施の形態の例５＞
この例では、さらに簡単に焦電破壊を防止する構成として、圧電基板２に、酸素含有量が化学量論比組成より少ない、タンタル酸リチウム単結晶またはニオブ酸リチウム単結晶または四ホウ酸リチウム単結晶を用いた。これらの材料は前述の抵抗体15と同様に、直流的には導体に見えても送信側フィルタおよび受信側フィルタが使用される周波数帯においては十分に高抵抗で、ほとんど絶縁体に見えるという性質を有している。従って、これらの材料を圧電基板２に使用することによって、送信側フィルタおよび受信側フィルタの帯域通過特性に影響を与えずに励振電極３に電荷が蓄積することを防止できるので、圧電基板２の他方主面の全面に導体層16が無くとも、弾性表面波素子１の焦電破壊を良好に防止することができる。しかも、焦電破壊を防止するために弾性表面波装置の製造工程において工程数を増加させることがない点でも好都合となる。
【００６９】
＜実施の形態の例６＞
本例では、圧電基板２の一方主面の各電極（励振電極３，接続電極４，入力パッド部５，出力パッド部６，入力パッド部７および出力パッド部８）と他方主面の導体層16との間の実効誘電率を小さくすることにより、寄生容量の低減を図った。具体的には、圧電基板２に、一方主面側がタンタル酸リチウム単結晶やニオブ酸リチウム単結晶や四ホウ酸リチウム単結晶等の圧電材料から成り、他方主面側が一方主面側の圧電材料よりも低誘電率の誘電体材料から成るものを用いることにより、必要な圧電特性を確保しつつ実現することができる。
【００７０】
この圧電材料としては、弾性表面波素子に使用される種々の圧電材料を用いればよいが、特に前述の酸素含有量が化学量論比組成より少ない、タンタル酸リチウム単結晶またはニオブ酸リチウム単結晶または四ホウ酸リチウム単結晶を使用すると、焦電破壊を良好に防止する効果と実効誘電率を小さくする効果との両方を得ることができる。また、低誘電率の誘電体材料としては、例えば水晶，シリコン，シリコンカーバイド，ガラス等を用いることができる。このような２種類の材料から成る圧電基板２は、これら圧電材料から成る基板と誘電体材料から成る基板とを貼り合わせることによって得ることができる。
【００７１】
次に、本発明の弾性表面波装置の製造方法の実施の形態の例について、工程に従って説明する。
【００７２】
＜実施の形態の例７＞
図10（ａ）〜（ｊ）に本発明の弾性表面波装置の第１の製造方法の実施の形態の一例を工程毎の断面図で示す。
【００７３】
まず、図10（ａ）に示すように、（１）圧電基板の一方主面に導体層を形成し、図10（ｂ）に示すように、（２）圧電基板の一方主面の導体層をパターニングしてそれぞれ励振電極と入力パッド部と出力パッド部とを具備する送信側フィルタ領域および受信側フィルタ領域を有する多数の弾性表面波素子領域を形成し、図10（ｃ）に示すように、（３）圧電基板の他方主面に導体層を形成する。ここまでの工程は、以上の順番以外に（１），（３），（２）または（３），（１），（２）の順番で行なっても構わない。
【００７４】
ここで、圧電基板としてはタンタル酸リチウム単結晶やニオブ酸リチウム単結晶や四ホウ酸リチウム単結晶等を用いることができる。
【００７５】
また、一方主面上の導体層にはアルミニウム，アルミニウム合金，銅，銅合金，金，金合金，タンタル，タンタル合金、またはこれらの材料から成る層の積層膜やこれらの材料とチタン，クロム等の材料から成る層との積層膜を用いることができる。導体層の成膜方法としてはスパッタリング法や電子ビーム蒸着法を用いることができる。
【００７６】
この導体層をパターニングする方法としては、導体層の成膜後にフォトリソグラフィを行ない、次いでＲＩＥ（Reactive Ion Etching）やウェットエッチングを行なう方法がある。または、導体層の成膜前に圧電基板の一方主面にレジストを形成しフォトリソグラフィを行なって所望のパターンを開口した後、導体層を成膜し、その後レジストを不要部分に成膜された導体層ごと除去するリフトオフプロセスを行なってもよい。
【００７７】
また、圧電基板の他方主面の導体層の材料としてはアルミニウム等を用いることができる。その成膜方法としてはスパッタリング法や電子ビーム蒸着法を用いることができる。
【００７８】
次に、図10（ｄ）に示すように、励振電極を保護するための保護膜を成膜する。保護膜の材料としてはシリコン，シリカ等を用いることができる。成膜方法としては、スパッタリング法，ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法，電子ビーム蒸着法等を用いることができる。この保護膜成膜工程においては、良い膜質や密着性を得るために50〜300℃程度の温度が必要である場合があるが、そのような場合において他方主面の導体層は焦電破壊の防止に有効に機能する。
【００７９】
次に、図10（ｅ）に示すように、（４）入力パッド部および出力パッド部の上に新たな導体層を積層して、入力パッドおよび出力パッドを形成する。この新たな導体層は弾性表面波素子と実装用基体とを高い信頼性で電気的および／または構造的に接続するためのものであり、例えば接続に半田を用いる場合であれば、半田の濡れ性を確保し拡散を防止する機能を持ち、また接続に金バンプを用いる場合であれば、パッドの硬度を、金を超音波等を用いて接着できるように調整する機能を持つ。このような新たな導体層の材料・構造としては、クロム／ニッケル／金あるいはクロム／銀／金の積層膜や、金やアルミニウムの厚膜を用いることができる。成膜方法としてはスパッタリング法や電子ビーム蒸着法を用いることができる。なお、この新たな導体層成膜工程においても良い膜質や密着性を得るために50〜300℃程度の温度が必要である場合があるが、そのような場合においても他方主面の導体層は焦電破壊の防止に有効に機能する。
【００８０】
ここまでの工程で作製した圧電基板の一方主面の励振電極や入力パッド部および出力パッド部等のパターンは図６に示したものと同様である。ただし、図６では保護膜は図示していない。
【００８１】
次に、ここまで１枚の圧電基板に多数個の弾性表面波素子領域を形成したいわゆる多数個取りの方法で作製を行なってきた場合は、図10（ｇ）に示すように、（５）圧電基板を弾性表面波素子領域毎に分離して多数個の弾性表面波素子を得る。分離する方法としては、例えばダイシングブレードを用いたダイシング法やレーザ加工によるレーザカッティング法等を用いることができる。
【００８２】
次に、図10（ｈ）に示すように、（６）弾性表面波素子を実装用基体上に一方主面を対面させて実装する。ここで、図10（ｆ）に示すように、（１）〜（３）の工程の後（５）の多数個の弾性表面波素子を得る工程の前に、または（６）の実装する工程の後に、圧電基板の他方主面に形成した導体層のうち送信側フィルタ領域の入力パッド部および受信側フィルタ領域の出力パッド部の少なくとも一方と対向する領域を除去する。この導体層を除去する方法としては、（５）の工程の前においては圧電基板の一方主面をレジスト等で保護した後、圧電基板の他方主面にレジストを形成してフォトリソグラフィを行ない、必要部分のレジストを開口した後、その開口部分の導体層をウェットエッチング，ＲＩＥ（Reactive Ion Etching），サンドブラスト等の方法で除去すればよい。このとき、主として化学的な作用により導体層をエッチングして除去する方法を用いると、圧電基板に大きなダメージを与えずに他方主面の導体層を部分的に確実に除去することができる。また、主として物理的な作用により導体層を研削して除去する方法を用いると、導体層を除去すると同時にその部分の圧電基板の他方主面を元々の状態よりも粗くすることができ、これにより、一方のフィルタ領域から圧電基板の内部を伝搬し、圧電基板の他方主面で反射され、他方のフィルタ領域に形成されている励振電極に結合してアイソレーション特性を劣化させていたバルク波を、圧電基板の他方主面のこの部分で散乱させることができ、さらにアイソレーション特性を改善することができる。
【００８３】
その後に、圧電基板の一方主面側のレジストおよび他方主面側のレジストを除去する。
【００８４】
これらの工程においては複数の弾性表面波素子が形成された圧電基板に対してそれぞれの処理が行なえるため、複数の弾性表面波素子を一括して処理することができ、効率的である。また、（６）の工程の後においては既に圧電基板の一方主面が実装用基体に対向して配置されているため、一方主面を保護する工程を省略することができる。特に環状導体を用いて封止している場合は、弾性表面波素子は実装用基体に強固に固定されており、また、外気からも遮断されているため、前述のようにウェットエッチング，ＲＩＥ（Reactive Ion Etching），サンドブラスト等の方法を用いて他方主面の処理したい部分の導体層を効率良く除去することができる。また、他方主面の導体層は、リューターやサンドペーパーを用いて研削・研磨して除去してもよい。
【００８５】
そして、この例では、図10（ｉ）に示すように、（７）実装用基体上に実装された弾性表面波素子を封止樹脂を用いて樹脂モールドし、次いで図10（ｊ）に示すように、（８）実装用基体を弾性表面波素子毎にモールド樹脂とともにダイシング等により分断して、本発明の弾性表面波装置を得る。
【００８６】
なお、この例では圧電基板の他方主面に形成した導体層のうち送信側フィルタ領域の入力パッド部および受信側フィルタ領域の出力パッド部の少なくとも一方と対向する領域を除去したが、この除去は一方の領域について行なっても、両方の領域について行なってもよい。また、他方主面の導体層のさらに送信側フィルタ領域の入力パッド部から励振電極まで直流的に接続されている部分および受信側フィルタ領域の出力パッド部から励振電極まで直流的に接続されている部分の少なくとも一方と対向する領域を除去してもよい。さらにまた、他方主面の導体層のさらに送信側フィルタ領域および受信側フィルタ領域の少なくとも一方と対向する領域を除去してもよい。
【００８７】
＜実施の形態の例８＞
実施の形態の例７では、（５）の工程で多数個の弾性表面波素子を形成した圧電基板を弾性表面波素子領域毎に分離して多数個の弾性表面波素子を得る工程を経た後、（６）の工程で実装用基体に実装したが、本例では図11（ａ）〜（ｊ）に図10（ａ）〜（ｊ）と同様の工程毎の断面図で示すように、図11（ｇ）に示す工程で、弾性表面波素子領域毎に分離する前に実装用基体上に多数個の弾性表面波素子領域が形成された圧電基板の一方主面を対面させて実装し（この工程を（７）とする。）、その後、図11（ｈ）に示すように、実装用基体と一体となった圧電基板をいわゆるハーフダイシングにより弾性表面波素子領域毎に分割し、次いで図11（ｉ）に示すように、実装用基体上に実装された弾性表面波素子を封止樹脂を用いて樹脂モールドし、次に、実装用基体をモールド樹脂とともに弾性表面波素子毎に分離し（この工程を（８）とする。）てもよい。この例８の場合は、（１）〜（３）の工程と（７）の工程との間に、または図11（ｇ）に示すように（７）の工程の後に、圧電基板の他方主面に形成した導体層のうち送信側フィルタ領域の入力パッド部および受信側フィルタ領域の出力パッド部の少なくとも一方と対向する領域を除去する。この除去方法やその領域については前述と同様である。
【実施例】
【００８８】
＜第１の実施例＞
まず、38.7°ＹカットＸ伝搬タンタル酸リチウム単結晶基板から成る圧電基板２（基板厚みは250μｍ）の一方主面にスパッタリング法により基板側からＴｉ／Ａｌ−１質量％Ｃｕ／Ｔｉ／Ａｌ−１質量％Ｃｕからなる４層の導体層を成膜した。膜厚はそれぞれ６ｎｍ／209ｎｍ／６ｎｍ／209ｎｍである。次に、この導体層をフォトリソグラフィとＲＩＥとによりパターニングしてそれぞれ励振電極３と入力パッド部５，７と出力パッド部６，８とを具備する送信側フィルタ領域12および受信側フィルタ領域13を有する多数の弾性表面波素子領域を形成した。このときのエッチングガスにはＢＣｌ３およびＣｌ２の混合ガスを用いた。励振電極３を形成する櫛歯状電極の線幅および隣り合う櫛歯状電極間の距離はどちらも約１μｍである。
【００８９】
次に、スパッタリング法により圧電基板２の他方主面に純Ａｌから成る導体層16を形成した。この導体層16の厚みは200ｎｍである。
【００９０】
次に、入力パッド部５，７および出力パッド部６，８の上に新たなＣｒ／Ｎｉ／Ａｕからなる導体層を積層して入力パッドおよび出力パッドを形成した。この新たな導体層の厚みはそれぞれ６ｎｍ／1000ｎｍ／100ｎｍである。
【００９１】
次に、圧電基板２の一方主面をフォトレジストで保護し、その後、他方主面にもフォトレジストを塗布してフォトリソグラフィを行ない、次いで、硝酸と燐酸と酢酸との混酸によるウェットエッチングによって圧電基板２の他方主面の導体層16を図５に示すようにパターニングした。
【００９２】
次に、フォトレジストを除去した後、圧電基板２を弾性表面波素子領域毎にダイシングによって分離して多数個の弾性表面波素子１を得た。
【００９３】
次に、弾性表面波素子１をＬＴＣＣ（Low Temperature Co-fired Ceramics）基板からなる実装用基体上に一方主面を対面させて実装した。ここで、ＬＴＣＣ基板は圧電基板２の一方主面に形成した環状導体10に対応する基体側環状導体および弾性表面波素子１の入出力パッドと接続されるパッド電極を有しており、予めこれら基体側環状導体およびパッド電極には半田を印刷しておいた。これに弾性表面波素子１を実装するにおいては、これら半田パターンに一致するように弾性表面波素子１を配置して超音波を印加することにより仮固定し、その後、加熱することにより半田を溶融することによって環状導体10と基体側環状導体とを、および入出力パッドとパッド電極とを接続した。これにより、弾性表面波素子１はＬＴＣＣ基板の基体側環状導体とこれに接続された環状導体とによって完全に気密封止される。なお、弾性表面波素子１の実装工程は窒素雰囲気下で行なった。
【００９４】
次に、樹脂モールドを行ない、弾性表面波素子の他方主面（裏面）をモールド樹脂で保護し、最後に実装用基体を各弾性表面波素子間でダイシングすることにより、本発明の弾性表面波装置を得た。
【００９５】
このようにして作製した本発明の弾性表面波装置について、図12にそのアイソレーション特性を線図で示す。このアイソレーション特性は、Ｔｘフィルタの入力端子にＲＦ信号を印加し、Ｒｘフィルタの出力端子からの信号を測定することによって求めた（なお、通常は分波器として使用されるときにＴｘフィルタとＲｘフィルタとの間に挿入されるマッチングネットワークは組み込まない状態で測定した。）。図12に示す結果から分かるように、この例の本発明の弾性表面波装置は、非常に良好なアイソレーション特性を有している。
【００９６】
＜第２の実施例＞
最初に、38.7°ＹカットＸ伝搬タンタル酸リチウム単結晶基板から成る圧電基板２（基板厚みは250μｍ）の一方主面にスパッタリング法により基板側からＴｉ／Ａｌ−１質量％Ｃｕ／Ｔｉ／Ａｌ−１質量％Ｃｕからなる４層の導体層を成膜した。膜厚はそれぞれ６ｎｍ／209ｎｍ／６ｎｍ／209ｎｍである。
【００９７】
次に、スパッタリング法により圧電基板２の他方主面に純Ａｌからなる導体層16を形成した。この導体層16の厚みは200ｎｍである。
【００９８】
次に、圧電基板２の一方主面上の導体層をフォトリソグラフィとＲＩＥとによりパターニングして、それぞれ励振電極３と入力パッド部５，７と出力パッド部６，８とを具備する送信側フィルタ領域12および受信側フィルタ領域13を有する多数の弾性表面波素子領域を形成した。このＲＩＥにおけるエッチングガスにはＢＣｌ３およびＣｌ２を用いた。励振電極３である櫛歯状電極の線幅および隣り合う櫛歯状電極間の距離はどちらも約１μｍである。
【００９９】
次に、プラズマＣＶＤ法により圧電基板２の一方主面上にシリカから成る保護膜を成膜した。この成膜温度は300℃、膜厚は20ｎｍである。
【０１００】
次に、この保護膜の一部をフォトリソグラフィとＲＩＥとによって除去し、その部分にスパッタリング法によりホウ素を微量に添加したシリコンから成る抵抗体15を成膜し、励振電極３をこの抵抗体15を介して環状導体10と接続した。
【０１０１】
次に、入力パッド部５，７および出力パッド部６，８の上に新たなＣｒ／Ｎｉ／Ａｕから成る導体層を積層して入力パッドおよび出力パッドを形成した。この新たな導体層の厚みはそれぞれ６ｎｍ／1000ｎｍ／100ｎｍである。
【０１０２】
次に、圧電基板２の一方主面をフォトレジストで保護し、その後、他方主面にもフォトレジストを塗布してフォトリソグラフィを行ない、送信側フィルタ領域12に対向する領域12’および受信側フィルタ領域13に対向する領域13’に対応する開口を形成し、次いで硝酸と燐酸と酢酸との混酸によるウェットエッチングによって他方主面の導体層16を図５に示すようにパターニングした。
【０１０３】
次に、フォトレジストを除去した後、圧電基板２を弾性表面波素子領域毎にダイシングによって分離して多数個の弾性表面波素子１を得た。この後の実装工程は第１の実施例と同様である。
【０１０４】
この第２の実施例では、第１の実施例では実装工程中スパークによる破壊が起こることがあったが、抵抗体15によって励振電極３を直流的に接地電位に接続することにより、スパークによる破壊は起こらなかった。
【０１０５】
＜第３の実施例＞
第１の実施例および第２の実施例では他方主面の導体層16を除去する工程でウェットエッチングを用いたが、本例ではサンドペーパーによる機械的研磨を用いた。弾性表面波素子１の作製工程は第１および第２の実施例における工程と同様であるが、他方主面の導体層16の除去は、弾性表面波素子１を実装用基体であるＬＴＣＣ基板に実装した後に行なった。ここで、サンドペーパーは、＃1500，＃400および＃220の粗さのものを用いた。そして、これを用いて導体層16を除去した後の圧電基板２の他方主面の表面粗さは、各サンドペーパーの粗さに対応した粗さとなった。
【０１０６】
このようにして作製した弾性表面波装置について、使用した各サンドペーパーの粗さに対するアイソレーション特性の変化を図12に線図で示したものと同様に測定した。なお、このアイソレーション特性の測定は、マッチングネットワークを挿入した図６（ａ）に示す回路の状態で行なった。
【０１０７】
その結果、サンドペーパーの粗さを粗くするほどアイソレーション特性はより改善されており、＃220のものを使用した場合では非常に顕著にアイソレーション特性が改善した。また、サンドペーパーの粗さを粗くするほど圧電基板２の他方主面の表面粗さが粗くなることから、アイソレーション特性の波形に見られるバルク波に起因する細かいリップルが小さくなることが分かった。
【０１０８】
なお、本発明は以上の実施の形態の例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で種々の変更を加えることは何ら差し支えない。例えば、２組以上の分波器を同一の圧電基板上に設けてもよいし、また、分波器のアイソレーション特性には影響しない他のフィルタを同じ圧電基板上に設けてもよい。その場合には複数の弾性表面波素子を別々に作製した場合に比べて全体の占める面積を小型にすることができる。
【０１０９】
また、図６等ではラダー型フィルタを用いた場合を示したが、本発明はフィルタの構造を限定するものではなく、ＤＭＳ型やＩＩＤＴ型のフィルタを用いてもよい。また、入出力端子の配置も図６等に示したものに限定されるものではなく、アンテナに接続される端子が圧電基板の対角上に位置していても構わない。この場合、共振器の励振電極から漏洩した弾性表面波による各フィルタ間でのアイソレーション特性の劣化を小さくすることができるものとなる。
【０１１０】
また、他方主面の導体層16のパターンは図１等で示したものに限定されるものではなく、一方主面に形成したフィルタの形状に合わせて変化するものである。また、他方主面の導体層16の非形成部のパターンの外周部は、図示したような滑らかな形状に限られるものではなく、波線型や鋸歯型等の凹凸を持つ形状でも構わない。このような外周部に凹凸を持つ形状の場合は、他方主面からの導体層16の剥離を抑える効果がある。
【０１１１】
また、図３および図５に示す例では、圧電基板２の一方主面の送信側フィルタ領域12および受信側フィルタ領域13と対向する領域12’および13’に同じ形状の導体非形成部のパターンを設けているものを示したが、これは互いに異なるパターンとしても構わない。
【０１１２】
また、図３等では圧電基板２の外周部に導体層16を残したパターンを示しているが、圧電基板２の外周部においては、導体層16は特に残さなくても構わない。また、図３等では各フィルタ領域に各１箇所の導体非形成部を設けたものを示しているが、これをそれぞれ複数の導体非形成部からなるものとしても構わない。
【０１１３】
さらに、以上の例では圧電基板２の他方主面に導体層16を一旦形成してから所望の領域の導体層を除去することを主に説明したが、導体層16を形成しない領域を予め設定しておいて、その領域以外に導体層16を形成するようにして所望の導体非形成部を配置するようにしても構わない。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】本発明の弾性表面波装置の実施の形態の例１における弾性表面波素子の圧電基板の他方主面（導体層のパターン）を示す上面図である。
【図２】本発明の弾性表面波装置の実施の形態の例２における弾性表面波素子の圧電基板の他方主面（導体層のパターン）を示す上面図である。
【図３】本発明の弾性表面波装置の実施の形態の例２における弾性表面波素子の圧電基板の他方主面（導体層のパターン）を示す上面図である。
【図４】本発明の弾性表面波装置の実施の形態の例３における弾性表面波素子の圧電基板の他方主面（導体層のパターン）を示す上面図である。
【図５】本発明の弾性表面波装置の実施の形態の例３における弾性表面波素子の圧電基板の他方主面（導体層のパターン）を示す上面図である。
【図６】アイソレーション特性の劣化の原因の概念を示す、ＳＡＷ−ＤＰＸの弾性表面波素子の一例を示す上面図である。
【図７】ＳＡＷ−ＤＰＸの弾性表面波素子の他の例を示す上面図である。
【図８】本発明の弾性表面波装置の一例を表す弾性表面波素子の上面図である。
【図９】（ａ）は寄生容量が無い場合の回路図およびアイソレーション特性の例を示す線図であり、（ｂ）は寄生容量がある場合の回路図およびアイソレーション特性の例を示す線図である。
【図１０】（ａ）〜（ｊ）は、それぞれ本発明の弾性表面波装置の第１の製造方法の実施の形態の一例を示す工程毎の断面図である。
【図１１】（ａ）〜（ｊ）は、それぞれ本発明の弾性表面波装置の第２の製造方法の実施の形態の一例を示す工程毎の断面図である。
【図１２】本発明の第１の実施例で作製した弾性表面波装置のアイソレーション特性を示す線図である。
【符号の説明】
【０１１５】
１：弾性表面波素子
２：圧電基板
３：励振電極
４：接続電極
５：送信側フィルタの入力パッド部
６：送信側フィルタの出力パッド部
７：受信側フィルタの入力パッド部
８：受信側フィルタの出力パッド部
９：接地電極
10：環状導体
11：接地電極パッド
12：送信側フィルタ領域
13：受信側フィルタ領域
14：弾性表面波の漏れ
15：抵抗体
16：他方主面の導体層
【図１】
2006014100.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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