(57)【要約】      （修正有）【課題】長期信頼性に優れ、温度特性改善効果が高い弾性表面波素子を提供する。【解決手段】少なくとも、圧電基板２と、該圧電基板２に接着層４を介して貼り合わされた支持基板３と、前記圧電基板２の接着面と反対側の面に形成された弾性表面波を励振する櫛形電極５とを備え、前記接着層４のガラス転移点Ｔｇが２００℃以下である弾性表面波素子１。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、圧電基板と、該圧電基板に接着層を介して貼り合わされた支持基板と、前記圧電基板の接着面と反対側の面に形成された弾性表面波を励振する櫛形電極とを備え、前記接着層のガラス転移点Ｔｇが２００℃以下であることを特徴とする弾性表面波素子。
【請求項２】
前記接着層のガラス転移点Ｔｇが１００℃以上２００℃以下であることを特徴とする請求項１に記載の弾性表面波素子。
【請求項３】
前記接着層の室温における弾性率が１．５ＧＰａ以上であり、かつ８５℃における弾性率が１ＧＰａ以上であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の弾性表面波素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合圧電基板を使用した弾性表面波素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話等の高周波通信において周波数選択用の部品として、例えば圧電基板上に弾性表面波を励起するための櫛形電極が形成された弾性表面波（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｗａｖｅ、ＳＡＷ）素子が用いられる。これに用いられる圧電基板材料は、電気信号から機械的振動への変換効率（以下電気機械結合係数と記す）が大きいこと、また櫛形電極の電極間隔と弾性波の音速により決まるフィルタ等の中心周波数が温度により変動しないことが求められる（以下、温度特性と記す）。
すなわち、大きな電気機械結合係数と小さな周波数温度係数を兼ね備えた圧電基板が有れば好ましい。
【０００３】
こうした特性を実現する圧電基板の一例として、圧電基板と他の基板を接合した複合圧電基板があり、このような複合圧電基板の一例として、圧電基板と支持基板とを接着層で接合し、前記圧電基板の表面に弾性波を励振・検出するための電極が設けられた弾性表面波素子が開示されている（特許文献１参照）。また、上記のような複合圧電基板を備えた弾性表面波素子において、電気機械結合係数等の諸特性を変化させることなく、良好な温度特性を有し、温度特性の設計自由度を高くするため、接着層のガラス転移点Ｔｇを−３０℃以上とすることを特徴とする弾性表面波素子が開示されている（特許文献２参照）。
【０００４】
しかし、上記のようにガラス転移点Ｔｇが−３０℃以上である接着剤を用いて複合圧電基板を作製した場合であっても、温度特性改善効果が十分に得られなかったり、また、接合面で剥離したり、圧電基板の表面でのクラックが発生することがあり、これにより、弾性表面波素子の信頼性が劣るという問題が起きていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−０５３５７９号公報
【特許文献２】特開２００２−０２６６８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、長期信頼性に優れ、温度特性改善効果が高い弾性表面波素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明では、少なくとも、圧電基板と、該圧電基板に接着層を介して貼り合わされた支持基板と、前記圧電基板の接着面と反対側の面に形成された弾性表面波を励振する櫛形電極とを備え、前記接着層のガラス転移点Ｔｇが２００℃以下であることを特徴とする弾性表面波素子を提供する。
【０００８】
このように、接着層のガラス転移点Ｔｇが２００℃以下であれば、弾性表面波素子として、長期信頼性に優れたものとなり、接着層により貼り合わせた基板の温度特性も改善することができる。
【０００９】
また、前記接着層のガラス転移点Ｔｇが１００℃以上２００℃以下であることが好ましい。
このように、接着層のガラス転移点Ｔｇが１００℃以上２００℃以下であれば、温度特性の改善効果を一段と安定させることができる。
【００１０】
また、前記接着層の室温における弾性率が１．５ＧＰａ以上であり、かつ８５℃における弾性率が１ＧＰａ以上であることが好ましい。
【００１１】
このように、室温における弾性率が１．５ＧＰａ以上であり、かつ８５℃における弾性率が１ＧＰａ以上である接着層を用いれば、貼り合わせた異なる材料からなる基板のうち、熱膨張係数の大きい材料の熱膨張を抑制することが可能となり、温度特性を改善することができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明の弾性表面波素子は、長期信頼性に優れ、温度特性改善効果の高い弾性表面波素子とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る弾性表面波素子に用いられる複合圧電基板の一例を示した断面概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明についてより具体的に説明する。
前述のように、圧電基板と支持基板を接着層を介して接合した複合圧電基板を備えた弾性表面波素子において、接着層のガラス転移点Ｔｇを従来技術に倣い−３０℃以上とした場合であっても、現実には、例えばヒートサイクル試験等をした際に、接合面で剥離したり、圧電基板であるＬＴ（タンタル酸リチウム）表面でのクラックが発生する等、様々な問題が起こっていた。
【００１５】
本発明者が、上記問題について鋭意実験及び検討したところ、ガラス転移点Ｔｇの高い接着剤を用いた場合に、応力を逃がしきれずに上記のような問題が発生するという考えに到達した。この考えをもとに本発明者がさらに実験等を重ねた結果、接着剤のガラス転移点Ｔｇが２００℃以下であれば、上記のような問題が発生することなく、弾性表面波素子としての信頼性に優れ、かつ、温度特性も改善できるということを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１６】
以下、本発明について詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
図１は本発明に係る弾性表面波素子に用いられる複合圧電基板の一例を示した断面概略図である。
この弾性表面波素子１は、圧電基板２と支持基板３とを、接着層（接着剤）４を介して貼り合わせた複合圧電基板６と、圧電基板２の接着面と反対側に形成された弾性表面波を励振する櫛形電極５とを備える。
そして、本発明では、接着層４のガラス転移点Ｔｇが２００℃以下であることを特徴とする。
【００１７】
本発明の弾性表面波素子１は、このような構成を有することにより、温度変化に応じて圧電基板に応力が発生し、温度特性を改善することができる。
また、接着層４を介して基板を張り合わせたものであるので、比較的安価なものとできる。
そして、上記の圧電基板２と支持基板３とを貼り合わせる接着層４のガラス転移点Ｔｇが２００℃以下であるので、熱膨張係数の大きな材料の熱膨張を抑え、かつ、適度に応力を逃がすことができ、長期信頼性に優れたものとなる。
【００１８】
また、特に、弾性表面波素子の典型的な動作温度−４０〜＋８５℃の範囲にガラス転移点が存在すると、このガラス転移点を超えた温度では圧電基板に加わる応力が接着層で緩和されるためガラス転移点をはさんで温度特性の改善効果が変化することがあるので、ガラス転移点Ｔｇが１００℃以上２００℃以下のものを用いることがより好ましい。
【００１９】
次に、複合圧電基板６の構成要素について具体的に説明する。
図１で示した複合圧電基板６は、上記のように、圧電基板２と支持基板３とを接着層４を介して貼り合わせて作製したものである。
具体的には、例えば圧電基板２及び支持基板３の一方又は両方に接着剤を塗布し、真空下で貼り合わせて強固に接合することにより作製することができる。この際、接着面に異物が混入しないように貼り合わせ前に各基板の表面を洗浄することが好ましく、また、表面をアンモニア−過酸化水素水溶液等で親水化処理をしたり、またはプラズマ処理をして接着力を高めてもよい。
【００２０】
圧電基板２は、水晶等圧電性結晶材料からなるものであればいずれのものでもよいが、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、ホウ酸リチウムのいずれか１つからなるものであれば、これらは電気機械結合係数が大きい結晶材料なので、周波数選択フィルタとしての帯域幅が広く、挿入損失が小さいＳＡＷデバイスが製造可能な複合圧電基板とできる。これらの圧電結晶材料からなる圧電基板は、例えばチョクラルスキー法でこれらの単結晶棒を育成し、これを所望の厚さにスライスすることによって高品質なものが得られる。
また、基板方位についても、３６°回転Ｙカット、４１°回転Ｙカット、４５°回転Ｙカット等、圧電性結晶材料の種類やＳＡＷデバイスの用途、所望特性等に応じて適宜選択することができる。
【００２１】
支持基板３の材料としては、セラミックス等の鋼性があり耐久性の高いものであれば特に限定されないが、例えば主成分がアルミナであるとよい。アルミナを主成分とするものであれば、比較的安価であり、硬いため加熱しても反りが抑制される複合圧電基板６とすることができる。
【００２２】
尚、基板の大きさは特に限られず、例えば直径１００ｍｍのものとできるがそれ以上でもそれ以下でもよい。
【００２３】
接着層４は、ガラス転移点Ｔｇが２００℃以下であれば、長期信頼性に優れたものとなり、温度特性改善効果も得られるため好ましく、更にガラス転移点Ｔｇが１００℃以上２００℃以下であれば、温度特性の改善効果を一段と安定させることができるのでより好ましい。
【００２４】
また、この接着層４は、弾性率が例えば室温においては１．５ＧＰａ以上であり、かつ８５℃においては１ＧＰａ以上であるとより良い。接着層４がこのような弾性率を有していれば、貼り合わせた異なる材料の基板のうち、熱膨張係数の大きな基板の熱膨張を抑制することが可能となり、貼り合わせ基板の温度特性を改善することができる。
【００２５】
接着層４を構成する接着剤としては、上記のような規定を満たすものであれば特に限定されないが、例えばエポキシを主成分とする接着剤等が挙げられる。
【００２６】
櫛形電極５は、複数の電極指と該電極指を共通に接続するバスバーとからなる１対の電極であり、従来のフォトリソグラフィ法等を用いて形成できる。
尚、図１には、櫛形電極５を用いた弾性表面波素子１の基本構成を示しているが、弾性表面波素子１の所望の機能・用途に応じて、櫛形電極５の数や構成を変更することももちろん可能である。
【実施例】
【００２７】
以下、実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（実施例１〜５、比較例１〜２）
下記表１に示すように、ガラス転移点Ｔｇが異なる市販のエポキシ系ＵＶ接着剤Ａ〜Ｇを使用して、圧電基板であるタンタル酸リチウムと支持基板であるアルミナを各々の接着剤を介して接合し、複合圧電基板を作製した。
作製した各々の複合圧電基板を１ｍｍ角のチップに切断し、リフロー試験（２６０℃）を３回実施した。その後、ヒートサイクル試験（−４０℃〜１２５℃）１００サイクルを行って複合圧電基板の外観検査を実施した。
【００２８】
次に、上記の複合圧電基板上に櫛形電極を形成し、同様にチップ形状に加工して、反共振周波数の温度係数、及び基板内の温度係数のばらつきを調べた。
【００２９】
上記の結果を表１に示す。
【表１】
2011071838.tif 000003
【００３０】
表１に示されるように、実施例１〜５（接着剤Ａ〜Ｅ）は２２個評価して不良はゼロ個であった。また、実施例１〜５は、温度特性改善効果も高く、良好な温度特性を備えた弾性表面波素子を得ることができた。特に、実施例３〜５では、温度係数も−２５〜−１８ｐｐｍ／℃程度と小さく、基板面内の温度係数のばらつきもより小さくて安定性が高く、より良好な温度特性を有するものとなっている。
一方、比較例１〜２（接着剤Ｆ〜Ｇ）は、周波数温度係数や基板面内の温度係数のばらつきは小さいものの、２２個中３〜１０個程度ＬＴ表面にクラックが生じてしまった。
これらの結果から、接着層のガラス転移点Ｔｇを２００℃以下とする本発明には、十分に意義があることが実証されたといえる。
【００３１】
（実施例６〜９）
ガラス転移点Ｔｇが１３２℃で、下記表２に示すように、弾性率の異なる接着剤Ｈ〜Ｋを用いて複合圧電基板を作製し、櫛形電極を形成した後チップ形状に加工して、反共振周波数の温度係数、及び基板内の温度係数のばらつきを調べた。
結果を表２に示す。
【表２】
2011071838.tif 000004
【００３２】
表２に示すように、実施例７〜９に比べて、実施例６では、周波数温度係数も特に小さく、温度特性改善効果がより高いものであることがわかった。
即ち、ガラス転移点Ｔｇが２００℃以下の接着剤の室温における弾性率が１．５ＧＰａ以上であり、かつ８５℃における弾性率が１ＧＰａ以上であれば、温度特性がより改善されるということが確認できた。
【００３３】
尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【符号の説明】
【００３４】
１…弾性表面波素子、  ２…圧電基板、  ３…支持基板、  ４…接着層（接着剤）、  ５…櫛形電極、  ６…複合圧電基板。
【図１】
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