(57)【要約】  音響が改善された電気音響部品を提供する。部品は、サイドエッジが圧電軸に対して回転された長方形状のチップを備える。
2018513655.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気音響部品（ＥＡＢ）は、以下を備える：
圧電軸（ＰＡ）を有する圧電材料を含むキャリアチップ（ＣＨ）と、
前記キャリアチップ（ＣＨ）上に配置されるフィンガ電極を（ＥＦ）有する弾性波トランスデューサ構造体（ＥＡＷＳ）、
以下を特徴とする、
前記フィンガ電極（ＥＦ）は、前記圧電軸（ＰＡ）に対して垂直に配置され、前記圧電軸（ＰＡ）は、どの基板エッジ（ＳＫ）とも直角に交差しない。
【請求項２】
前記キャリアチップ（ＣＨ）は長方形状の断面を有する、請求項１に記載の電気音響部品。
【請求項３】
前記圧電軸（ＰＡ）と基板エッジ（ＳＫ）は、〔８０°，．．．，８７°〕の間の角度α２を形成する、請求項１又は２に記載の電気音響部品。
【請求項４】
前記圧電材料は単結晶である、請求項１〜３の何れか１項に記載の電気音響部品。
【請求項５】
前記圧電材料は、ＬｉＴａＯ３又はＬｉＮｂＯ３である、請求項１〜４の何れか１項に記載の電気音響部品。
【請求項６】
前記トランスデューサ構造体（ＥＡＷＳ）は、前記フィンガ電極（ＥＦ）に対して垂直に配置される２つのバスバー（ＢＢ）を有する、請求項１〜５の何れか１項に記載の電気音響部品。
【請求項７】
前記トランスデューサ構造体（ＥＡＷＳ）は、ＤＭＳ構造体を含む、請求項１〜６の何れか１項に記載の電気音響部品。
【請求項８】
前記トランスデューサ構造体（ＥＡＷＳ）は、ラダー型構造体を含む、請求項１〜７の何れか１項に記載の電気音響部品。
【請求項９】
請求項１〜８の何れか１項に記載の電気音響部品を備える高周波フィルタ。
【請求項１０】
ウエハ（Ｗ）は、以下を備える：
圧電軸（ＰＡ）を有する圧電材料と、
前記ウエハ（Ｗ）の配置を示すために設けられた第１マーキング（ＰＦ）、
以下を特徴とする、
前記第１マーキング（ＰＦ）は、直線的に延在するエッジ部を含み、
前記圧電軸（ＰＡ）は、前記エッジ部と、直角から狂う角度α３で交差する。
【請求項１１】
公差｜α３−９０｜が〔３°，．．．，１０°〕の間である、請求項１０に記載のウエハ。
【請求項１２】
請求項１〜９の何れか１項に記載の多数の電気音響部品（ＥＡＢ）の製造方法は以下のステップを備える：
請求項１１に記載のウエハ（Ｗ）を設けるステップと、
前記部品（ＥＡＢ）の前記トランスデューサ構造体（ＥＡＷＳ）を前記ウエハ（Ｗ）上に形成するステップと、
前記エッジ（ＳＫ）が前記ウエハ（Ｗ）の前記マーキング（ＰＦ）に対して平行又は垂直に配置されているチップ（ＣＨ）の前記ウエハ（Ｗ）をダイシングして前記部品（ＥＡＢ）をダイシングするステップ。
【請求項１３】
請求項１〜９の何れか１項に記載の多数の電気音響部品（ＥＡＢ）の製造方法は以下のステップを備える：
ウエハ（Ｗ）を設けるステップと、
前記部品（ＥＡＢ）の前記トランスデューサ構造体（ＥＡＷＳ）を前記ウエハ（Ｗ）上に形成するステップと、
チップ（ＣＨ）の前記ウエハ（Ｗ）をダイシングして前記部品（ＥＡＢ）をダイシングするステップ。
【請求項１４】
前記ウエハ（Ｗ）はダイシングにより切断される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記トランスデューサ構造体（ＥＡＢ）を、後の前記チップエッジ（ＳＫ）に対する垂直の配置から〔３°，．．．，１０°〕の間の角度α１だけ回転させる、請求項１３又は１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音響が改善された、特に基板エッジで反射する弾性波による干渉が低減された、電気音響部品に関する。本発明は、更に、そのような部品により実現される高周波フィルタ、そのような部品を製造するためのウエハ、及び製造方法に関する。
【０００２】
電気音響部品では、トランスデューサ構造体が高周波信号と弾性波（ＡＷ）との間を変換する。トランスデューサ構造体は、例えばフィンガ電極等の電極構造体を備え、更に、例えば圧電ウエハ等の圧電材料と接続される。
【０００３】
弾性波は、表面弾性波（ＳＡＷ＝Ｓｕｒｆａｃｅ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｗａｖｅ＝表面弾性波）を用いて作動する部品において、有利には、圧電材料の表面を伝搬する。問題となるのは、トランスデューサ構造体を離れ、圧電材料のエッジ又は表面で反射し、誤った位相角で、再びトランスデューサ構造体に衝突する波である。
【０００４】
一般的には、弾性波を用いて作動する部品は、バンドパスフィルタ又はバンドストップフィルタとして使用される。その場合、トランスデューサ構造体とリフレクタ素子は、主に、帯域通過周波数に属する弾性波の波長λ又はλ／２により決定される空間周期性を有する。問題となるのは、特に、その属する周波数が帯域通過周波数を僅かに超える弾性波であり、すなわち、そのような波はリフレクタ素子を比較的簡単に破損させる。
【０００５】
反射波による不利な影響を低減するため、ＳＡＷチップの裏側表面を粗面化し、弾性波を散乱させることができる。しかし、これにより、対応する基板の破損率が上昇する。
【０００６】
また、基板エッジを、弾性波を吸収する組成物により被覆できる。
【０００７】
更に、非長方形状の底面を有するチップを使用できる。
【０００８】
更には、フィンガ電極が、無変更のバスバーと共に長方形状の底面をもはや有さないように、フィンガ電極を傾斜することもできる。
【０００９】
しかし、反射した弾性波が引き起こす干渉を低減するためのこれらのアプローチはそれぞれ、例えば部品自体の製造又はそのハウジングの点で不利である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従って、他の安価な方法により音響が改善された電気音響部品を提供するのが望ましい。
【００１１】
よって、独立請求項は、改善された部品、改善されたウエハ、改善された製造方法、及び改善された高周波フィルタを提供する。従属請求項は、関連する有利な態様を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
電気音響部品は、圧電軸を有する圧電材料を含むキャリアチップ（ＣＨ）を備える。部品は、キャリアチップ上に配置されるフィンガ電極を有する弾性波トランスデューサ構造体を更に備える。また、弾性波トランスデューサ構造体は、弾性波（ＡＷ）と高周波信号との間を変換するのに好適に構成される。フィンガ電極は、圧電軸に対して垂直に配置される。圧電軸は、どのサイドエッジとも直角に交差しない。
【００１３】
反射を低減させたい場合、直角は不利である。しかし、垂直に配置されていないエッジにより製造が高コストになるため、直角は電気音響部品の製造においては有利である。
【００１４】
上記部品は、圧電軸に対してフィンガ電極が垂直に配置されているため、最適な励起強度と最適な電気音響接続を有する。キャリアチップが長方形状の断面を有することができるため、部品製造において、カッティングエッジが直角であるためダイシング処理を簡易化できる。
【００１５】
しかし、必ずしも直線状に形成されていないエッジを有するチップでもよい。凹凸状に構造化されたエッジがコヒーレントな反射を避ける助けとなり、望ましくない信号を散乱させることができる。
【００１６】
圧電軸が長方形状のキャリア基板の基板エッジに対して垂直又は平行に配置されないことで、反射した弾性波による干渉が改善され、それにより改善された電気音響部品が得られる。
【００１７】
フィンガ電極が基板エッジに対して傾斜している電気音響部品も提供される。しかしその場合、必要面積も大きくなるが、例えば電気音響トランスデューサ構造体等の全体的に長方形状に形成された部品構造体と長方形状のキャリアチップは互いに対してねじれており、部品構造体はチップをもはや最適に占めることができなくなるからである。キャリアチップの端部には、フィンガ電極が使用できない領域が生じる一方、フィンガ電極が傾斜しているだけの公知の方法に対して、バスバーも基板エッジに対して回転されている。
【００１８】
そのような部品は、特に通過帯域周波数を僅かに上回る周波数において、改善された電気音響特性を有する。そして、挿入損失が４，５ｄＢだけ改善された実施形態がある。
【００１９】
それと同時に、モデリング計算や実際に構成された試験配置が示す、音響特性でも電気特性でもない他の特性は劣化しない。
【００２０】
キャリアチップは長方形状の断面を有してよい。しばしば、長方形状の部材が有利には求められる。例えば、ベアダイパッケージ（ベアダイ＝むき出しのダイ）又はＷＬＰ（ウエハレベルパッケージ）において、長方形状でない基板は、非常に大きく調整しない限り事実上不適合である。
【００２１】
キャリアチップは略長方形状の断面を有し、エッジが構成されてもよい。エッジが、少なくともそのために設けられた領域において、ピエゾ軸に対して非垂直に配置されるように、エッジは構成されてよい。
【００２２】
圧電軸と基板エッジは、〔８０°，．．．，８７°〕の間の角度を形成してよい。言い換えると：トランスデューサ構造体は、３°（９０°〜８７°）から１０°（９０°〜８０°）の間だけ回転してよい。その場合、反射した弾性波による干渉の影響は比較的大きく低減され、追加的に必要な面積はまだ比較的小さくとどまる。
【００２３】
例えば１°から３０°の間、例えば５°から２０°の間等の他の角度でもよい。
【００２４】
圧電材料は、圧電単結晶であってよい。
【００２５】
フィンガ電極は、ＳＡＷ（表面弾性波）又はＧＢＡＷ（ガイドされたバルク弾性波）を発生させる役割を果たしてよい。
【００２６】
そして、フィンガ電極とトランスデューサ構造体の更なる要素は、結晶圧電材料上に直接配置されてよい。その場合、弾性波の伝搬方向は、有利には圧電軸に対して平行に配置され、それにより良好な電気音響接続が得られる。
【００２７】
圧電材料は、ＬｉＴａＯ３（タンタル酸リチウム）又はＬｉＮｂＯ３（ニオブ酸リチウム）であってよい。タンタル酸リチウム又はニオブ酸リチウムには、通常のクリスタルカットを使用してよい。
【００２８】
トランスデューサ構造体は、フィンガ電極に対して垂直に配置される２つのバスバーを有してよい。
【００２９】
更に、トランスデューサ構造体は、ＤＭＳ（ＤＭＳ＝デュアルモードＳＡＷ）構造体を含んでよい。
【００３０】
その代わり又は追加で、トランスデューサ構造体は、ラダー型構造体を含んでよい。その場合、ラダー型構造体は、並列共振器と直列共振器とを備えるベース材により構成される。
【００３１】
ＤＭＳ構造体は、一般に特に高感度で、反射した弾性波に反応する。ラダー型構造体は、比較的耐久性に優れている。ラダー型構造体とＤＭＳ構造体の組み合わせは、従って特に耐久性に優れた高周波フィルタとなり、特に顕著に、干渉を減少させることで弾性波を利用する。
【００３２】
よって、特に、電気音響部品は高周波フィルタ回路又は高周波フィルタ回路の一部を実現してよい。その場合、対応する部品構造体を有する高周波フィルタは、それ自体が電気音響的に作動するデュプレクサの一部であってよい。
【００３３】
電気音響部品用のトランスデューサ構造体が配置される通常のウエハは、側方のマーキング、特に直線的な経路を有するエッジを備える。そのようなエッジは、「プライマリフラット」又は「セカンダリフラット」と呼ばれる。マーキングは、ウエハ、ウエハ材料の結晶軸、及びその上に配置された部品構造体のオリエンテーションを提供する役割を果たす。よって、電気音響部品の通常の製造工程段階は、マーキングのオリエンテーションによって調整される。通常、多数の電気音響部品が、多用途に構成される。個々の部品は、その後ダイシングされる。また、例えば外部回路環境との接続用コンタクト構造体等の更なる構造体も圧電材料上に被着させる。ダイシングの工程段階も更なる構造体を被着する工程段階も、正確に配置されたウエハを必要とする。ところで、後の個々のチップと外部回路環境用接続構造体のエッジは、圧電軸に対してねじれており、その配置はウエハのマーキングにより示され、処理段階において高コストの調整が必要となる。従って、圧電軸を有する圧電材料を備え第１マーキングを有するウエハを設けることができる。例えば「プライマリフラット」等の第１マーキングは、ウエハの配置を示すために設けられる。マーキングは、直線的に延在するエッジ部を含む。処理段階において高コストの修正を必要とする通常のウエハと比較すると、圧電軸はマーキングのエッジ部と、直角から狂う角度で交差する。
【００３４】
その場合、直角との公差は、部品構造体、特にフィンガ電極が基板エッジに対して回転される角度に対応してよい。これは、後の切断エッジと外部接続用端子素子が、通常の処理段階によりマーキングに従って配置されることを意味する。その場合、ねじれの問題は、実施することがより簡単な、いわばねじれたマーキングを設けることにシフトする。
【００３５】
直角との公差｜α３−９０｜が３°と１０°との間であり、区間範囲自体も可能な角度公差を示してよい。更に、上記の部品に関して示された回転角度を用いてよい。
【００３６】
電気音響部品又は多数の電気音響部品の製造方法は以下のステップを備えてよい：
ウエハを設けるステップにおいて、マーキングは圧電軸に対して垂直ではなく、例えば３°から１０°の間の角度だけねじれており、
部品のトランスデューサ構造体をウエハ上に形成するステップと、
エッジがウエハのマーキングに対して平行又は垂直に配置されているチップのウエハをダイシングして部品をダイシングするステップ。
【００３７】
つまり、別に示されたマーキングを有するウエハを使用することで、製造が簡易になる。しかし、通常のウエハも改善された部品を得るために同様に用いることができる。しかしその場合、チップエッジとマーキングとの間のねじれに対して処理段階を調整することが必要である。対応する方法は以下のステップを備える：
ウエハ（Ｗ）を設けるステップと、
部品のトランスデューサ構造体をウエハ上に形成するステップと、
チップのウエハをダイシングして部品をダイシングするステップ。
【００３８】
更に、チップのダイシングは、ウエハを切断することで実施される。
【００３９】
また、部品構造体を、後のチップエッジに対する垂直の配置から〔３°，．．．，１０°〕の間の角度だけ回転させてもよい。
【００４０】
部品、対応して構成されたウエハ、及び部品の製造方法について、概略的であって限定的ではない図面に基づいて更に説明する：
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】チップとトランスデューサ構造体の比較配置。
【図２】実施形態における圧電軸、チップエッジ、及びウエハの比較配置。
【図３】別の実施形態における圧電軸、チップエッジ、及びウエハのマーキングの比較配列。
【図４】ウエハ上の複数の後のチップの配列。
【図５】上記タイプの電気音響部品における挿入損失の改善。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
図１は、電気音響トランスデューサ構造体ＥＡＷＳがチップＣＨ上に配置された電気音響部品ＥＡＢを示す。チップは、圧電軸ＰＡを有する圧電材料を含む。チップＣＨは、４つのサイドエッジＳＫを有する長方形状の底面を有する。トランスデューサ構造体ＥＡＷＳは２つのバスバーＢＢと多数のフィンガ電極ＥＦ及びリフレクタ素子ＲＥＦを有する。その場合、フィンガ電極ＥＦとリフレクタ素子ＲＥＦは、音響トラックに配置される。その場合、フィンガ電極ＥＦは圧電軸ＰＡに対して垂直に配置され、最適な電気音響接続を可能にする。チップＣＨのサイドエッジＳＫは、従来の部品と比較して角度α１だけ回転される。従って、圧電軸は、サイドエッジＳＫと共に直角からα１だけ狂う角度α２を形成する。その場合、チップＣＨの必要面積は従来の部品と比較して大きくなるのは、４つのチップエッジの領域においては、圧電チップの表面を長方形状の断面を有するトランスデューサ構造体用に使用できないからである。
【００４３】
図２は、チップ、圧電軸ＰＡ，及びウエハＷが互いに対して配置される様子を示す。チップ上のフィンガ電極は、圧電軸ＰＡに対して垂直である。チップエッジは、圧電軸ＰＡと共に直角から狂う角度α２を形成する。更に、チップＣＨは、ウエハＷから切りだされる。ウエハのマーキング（プライマリフラット）ＰＦの配置は、圧電軸ＰＡと共に角度α３を形成する。α３は直角を示し、ウエハＷは通常のウエハに対応する。
【００４４】
図３は、チップのサイドエッジに類似するマーキングＰＦが圧電軸ＰＡに対してねじれている、有利なウエハＷを示す。マーキングＰＦと圧電軸ＰＡは、チップエッジと圧電軸ＰＡが形成する角度α２と同じ角度α３を形成する。更に、角度α２、α３は、直角から有利には３°から１０°の間の角度だけ狂う。これにより、トランスデューサ構造体は圧電軸に対して直交して配置され、良好な電気音響接続が得られる。それと同時に製造方法が簡易化されるのは、後のチップの切断エッジがトランスデューサのマーキングＰＦに対して平行又は直交して配置されるからである。
【００４５】
図４は、多数（ここでは４つ）の後のチップが互いにそしてウエハＷのマーキングＰＦに対して配置できる様子を示す。ウエハＷを切断することで、その上に配置されたトランスデューサ構造体を有する個々のチップＣＨが得られる。
【００４６】
図５は、多数の個々の実際に実施された挿入損失ＩＬの測定の推移を示し、多数の従来の部品の挿入損失ＩＬ１と多数の類似する改善された部品の挿入損失ＩＬ２であって、長方形状のトランスデューサ構造体は長方形状のチップ上に配置され、トランスデューサ構造体のフィンガ電極は圧電軸に対して垂直に配置され、チップの基板エッジは数度だけ圧電軸に対して回転されている。更に、部品は、ＤＭＳ構造体と少なくとも１つのラダー型構造体のベース材とを含むバンドパスフィルタを実現する。バンドパスフィルタ自体は、７３４ＭＨｚと７５６ＭＨｚとの間の通過帯域を有する。７９０ＭＨｚにおける挿入損失は、平均４，５ｄＢだけ改善される。
【００４７】
更に、部品は上記実施形態に限定されない。追加のフィンガ電極又はリフレクタ素子のような追加の部品構造体を含む部品は、同様に本発明の実施形態である。
【００４８】
参照符号リスト
ＢＢ：      バスバー
ＣＨ：      チップ
ＥＡＢ：    電気音響部品
ＥＡＷＳ：  電気音響トランスデューサ構造体
ＥＦ：      フィンガ電極
ＩＬ１：    従来の部品の挿入損失
ＩＬ２：    長方形状のチップが圧電軸に対してねじれている部品の挿入損失
ＰＡ：      圧電軸
ＰＦ：      ウエハのマーキング
ＲＥＦ：    リフレクタ素子
ＳＫ：      チップのサイドエッジ
α１：      基板エッジが従来の部品に対して回転される角度又はフィンガ電極とサイドエッジとの間の角度
α２：      基板エッジＳＫと圧電軸ＰＡとの間の角度
α３：      ウエハのマーキングと圧電軸との間の角度
【図１】
2018513655.tif 000003
【図２】
2018513655.tif 000004
【図３】
2018513655.tif 000005
【図４】
2018513655.tif 000006
【図５】
2018513655.tif 000007
【国際調査報告】
2018513655.tif 000008
2018513655.tif 000009
2018513655.tif 000010
2018513655.tif 000011
2018513655.tif 000012
2018513655.tif 000013
2018513655.tif 000014
2018513655.tif 000015
2018513655.tif 000016
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