JP2004080261A - 弾性表面波素子片の製造方法、弾性表面波素子片、弾性表面波フィルタおよび通信装置 - Google Patents
弾性表面波素子片の製造方法、弾性表面波素子片、弾性表面波フィルタおよび通信装置 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】相互に位相を反転させて電気的に並列接続した、中心周波数の異なる２個の縦２重モード弾性表面波共振器につき、低周波側の共振器におけるＳ０モード周波数と、高周波側の共振器におけるＡ０モード周波数とを、正確に一致させることが可能な、弾性表面波素子片の製造方法を提供する。
【解決手段】低周波側の共振器ＡにおけるＳ０モード周波数が、高周波側の共振器ＢにおけるＡ０モード周波数より高周波側に位置するように、各共振器Ａ，Ｂの電極を形成した上で、各共振器Ａ，Ｂの電極を陽極酸化して、共振器ＡのＳ０モード周波数および共振器ＢのＡ０モード周波数を一致させる構成とした。
【選択図】 図１
【解決手段】低周波側の共振器ＡにおけるＳ０モード周波数が、高周波側の共振器ＢにおけるＡ０モード周波数より高周波側に位置するように、各共振器Ａ，Ｂの電極を形成した上で、各共振器Ａ，Ｂの電極を陽極酸化して、共振器ＡのＳ０モード周波数および共振器ＢのＡ０モード周波数を一致させる構成とした。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、弾性表面波素子片の製造方法、弾性表面波素子片、弾性表面波フィルタおよび通信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
通信機器等では、様々な周波数の電気信号から所定周波数の電気信号を取り出すため、弾性表面波フィルタが利用されている。弾性表面波フィルタは、弾性表面波素子片をパッケージ内部に実装したものであり、その弾性表面波素子片は、図３（１）に示すように、少なくとも電気信号を入力して弾性表面波を励振する第１ＩＤＴ（Ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）電極１１と、励振された前記弾性表面波を受信して電気信号を出力する第２ＩＤＴ電極１２とを、圧電体平板の表面に形成したものである。さらに、共振子型の弾性表面波フィルタでは、ＩＤＴ電極１０から漏出した弾性表面波をＩＤＴ電極側に反射して共振を発生させるため、ＩＤＴ電極１０の外側に反射器電極２０を形成している。ここで、圧電体平板上に形成されたＩＤＴ電極１０および反射器電極２０は、弾性表面波共振器を構成する。
【０００３】
図１１に、共振子型の弾性表面波フィルタにおける周波数特性のグラフを示す。共振子型の弾性表面波フィルタとして、縦２重モード弾性表面波フィルタが開発されている。この縦２重モード弾性表面波フィルタは、図１１において破線で示すように、基本波対称縦モードＳ０（以下、Ｓ０モードと呼ぶ）、および基本波斜対称縦モードＡ０（以下、Ａ０モードと呼ぶ）と呼ばれる、２つの縦共振モードを利用するものである。この縦２重モード弾性表面波フィルタでは、図１１の実線で示すようにインピーダンス整合を行うことにより、両共振モードの共振周波数の間が通過帯域となる。
【０００４】
通過帯域の幅は、弾性表面波フィルタを使用する通信機器等に対応して、様々に設定される。その通過帯域幅を広くするには、ＩＤＴ電極の対数を少なくする必要がある。一方で、圧電体平板として使用される水晶平板は、周波数温度特性の安定性に優れているが、電気機械結合係数が低いという欠点がある。そのため、弾性表面波フィルタの挿入損失を小さくするには、ＩＤＴ電極の対数を多くする必要がある。かかる事情により、１個の縦２重モード弾性表面波共振器からなる弾性表面波フィルタにおいて、通過帯域幅を広くするには限界があった。
【０００５】
そこで、図４に示すように、２個の縦２重モード弾性表面波共振器Ａ，Ｂにつき、相互に位相を反転させ、電気的に並列接続して構成された、弾性表面波フィルタが開発されている。図１（２）に、この弾性表面波フィルタの周波数特性を示す。この弾性表面波フィルタでは、各共振器における中心周波数をそれぞれ異なる値に設定している。さらに、低周波側の共振器ＡにおけるＳ０モード周波数と、高周波側の共振器ＢにおけるＡ０モード周波数とを一致させている。これにより、低周波側の共振器におけるＡ０モード周波数から、高周波側の共振器におけるＳ０モード周波数までの間を、弾性表面波フィルタの通過帯域とすることができる。
【０００６】
ここで、各共振器の中心周波数を異なる値に設定するには、図４に示すように、各共振器におけるＩＤＴ電極の電極指ピッチλａ、λｂを、それぞれ異なる幅に形成することによって行っている。さらに、低周波側の共振器ＡにおけるＳ０モード周波数と、高周波側の共振器ＢにおけるＡ０モード周波数とを一致させるには、各共振器におけるＩＤＴ電極の電極指ピッチλａ、λｂを、それぞれ所定の幅に正確に形成することによって行っている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、圧電体平板の表面に各電極を形成するには、まず圧電体平板の表面全体に電極膜を形成する。次に、電極膜の表面全体にレジストを塗布する。そして、電極パターンが描画されたフォトマスクを介してレジストの露光を行い、さらに現像して電極形成部分以外の部分のレジストを除去する。その後、残したレジストをマスクとして電極膜をエッチングすれば、圧電体平板の表面に各電極が形成される。
【０００８】
ここで、上述したフォトマスクに電極パターンを描画するには、パターン描画装置を使用する。パターン描画装置は、格子状の画素を単位として、電子線を偏向させて照射することによりパターンを描画する。そのため、格子状の画素より小さい単位で、フォトマスクにおける電極パターンの位置を微調整することができない。したがって、各共振器におけるＩＤＴ電極の電極指ピッチの微調整に限界が生じる。これにより、低周波側の共振器におけるＳ０モード周波数と、高周波側の共振器におけるＡ０モードの周波数とを、正確に一致させることが困難になるという問題がある。
【０００９】
なお、両共振モード周波数が一致していないと、通過帯域の中心周波数付近におけるリップルが大きくなる。そのため、弾性表面波フィルタとして良好な周波数特性を発揮することができなくなる。
【００１０】
本発明は上記問題点に着目し、低周波側の共振器における高周波側の共振モード周波数と、高周波側の共振器における低周波側の共振モード周波数とを、正確に一致させることが可能な、弾性表面波素子片の製造方法の提供を目的とする。また本発明は、その方法を使用して製造した弾性表面波素子片、弾性表面波フィルタおよび通信装置の提供を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、縦２重モード弾性表面波共振器の電極を陽極酸化した場合に、Ｓ０モードおよびＡ０モードの周波数の低下率が異なるという知見に基づいている。図２に、陽極酸化電圧と共振モード周波数との関係図を示す。なお同図では、１個の縦２重モード弾性表面波共振器の電極を陽極酸化している。また、同図において陽極酸化電圧が０Ｖの場合とは、陽極酸化を行っていない場合を示している。同図に示すように、陽極酸化を行うと、Ｓ０モードおよびＡ０モードの周波数はいずれも低下する。これは、陽極酸化により電極の表面に酸化膜が形成され、電極膜厚を厚くした場合と同様の効果が得られるからであると考えられる。また、陽極酸化電圧の上昇に比例して、両モードの周波数は低下する。これは、陽極酸化電圧の上昇により酸化膜の膜厚が増加するからであると考えられる。
【００１２】
ここで注目すべきは、Ｓ０モードおよびＡ０モードの周波数の低下率が異なる点である。すなわち、同じ陽極酸化電圧で陽極酸化した場合に、Ｓ０モード周波数の低下率は、Ａ０モード周波数の低下率より大きくなっている。そこで、図１（１）に示すように、２個の縦２重モード弾性表面波共振器につき、低周波側の共振器におけるＳ０モード周波数が、高周波側の共振器におけるＡ０モード周波数より高周波側に位置するように、各共振器の電極を形成する。その上で、各共振器の電極を所定の電圧で陽極酸化すれば、図１（２）に示すように、低周波側の共振器におけるＳ０モード周波数を、高周波側の共振器におけるＡ０モード周波数に、一致させることができるのである。
【００１３】
なお、電極膜厚を変化させることによっても、周波数を変化させることは可能である。しかし、周波数温度特性における頂点温度が大幅に変化し、温度特性が著しく悪化するという問題がある。この点、電極の表面を陽極酸化する場合には、周波数温度特性における頂点温度がほとんど変化しないことが報告されている。すなわち、温度特性を悪化させることなく、両共振モード周波数を一致させることができるのである。
【００１４】
上述した知見に基づいて、本発明に係る弾性表面波素子片の製造方法は、相互に位相を反転させて電気的に並列接続した、中心周波数の異なる複数の縦多重モード弾性表面波共振器につき、低周波側の前記共振器における高周波側の共振モード周波数と、高周波側の前記共振器における低周波側の共振モード周波数とを一致させて、弾性表面波素子片を製造する方法であって、前記低周波側の共振器における高周波側の共振モード周波数が、前記高周波側の共振器における低周波側の共振モード周波数より高周波側に位置するように、前記各共振器の電極を形成する工程と、前記各共振器の電極を陽極酸化して、前記低周波側の共振器における高周波側の共振モード周波数と、前記高周波側の共振器における低周波側の共振モード周波数とを一致させる工程と、を有する構成とした。
【００１５】
陽極酸化電圧に比例して、各共振モード周波数は低下する。また、共振器における高周波側の共振モード周波数の低下率は、低周波側の共振モード周波数の低下率より大きくなる。したがって、低周波側の共振器における高周波側の共振モード周波数と、高周波側の共振器における低周波側の共振モード周波数とを、正確に一致させることができる。
【００１６】
また、相互に位相を反転させて電気的に並列接続した、複数の縦多重モード弾性表面波共振器につき、低周波側の前記共振器における高周波側の共振モード周波数と、高周波側の前記共振器における低周波側の共振モード周波数とを一致させて、弾性表面波素子片を製造する方法であって、前記各共振器の電極をそれぞれ異なる電圧で陽極酸化することにより、前記低周波側の共振器における高周波側の共振モード周波数と、前記高周波側の共振器における低周波側の共振モード周波数とを一致させる工程を有する構成とした。
【００１７】
また、相互に位相を反転させて電気的に並列接続した、複数の縦多重モード弾性表面波共振器につき、低周波側の前記共振器における高周波側の共振モード周波数と、高周波側の前記共振器における低周波側の共振モード周波数とを一致させて、弾性表面波素子片を製造する方法であって、前記高周波側の共振器における低周波側の共振モード周波数が、前記低周波側の共振器における高周波側の共振モード周波数より、高周波側に位置するように、前記各共振器の電極を形成する工程と、前記高周波側の共振器の電極のみを陽極酸化することにより、または前記高周波側の共振器を前記低周波側の共振器より高電圧で陽極酸化することにより、前記低周波側の共振器における高周波側の共振モード周波数と、前記高周波側の共振器における低周波側の共振モード周波数とを一致させる工程と、を有する構成とした。
【００１８】
各共振器の電極をそれぞれ異なる電圧で陽極酸化することにより、一の共振器における共振モード周波数の低下率を、他の共振器における共振モード周波数の低下率より、格段に大きくすることができる。したがって、低周波側の共振器における高周波側の共振モード周波数と、高周波側の共振器における低周波側の共振モード周波数とを、迅速に一致させることができる。
【００１９】
一方、本発明に係る弾性表面波素子片は、請求項１ないし３のいずれかに記載の弾性表面波素子片の製造方法を使用して製造した構成とした。これにより、上記効果を伴った弾性表面波素子片を提供することができる。
【００２０】
一方、本発明に係る弾性表面波フィルタは、請求項４に記載の弾性表面波素子片をパッケージの内部に実装し、前記弾性表面波素子片の前記各ＩＤＴ電極と前記パッケージの外部端子とを導通可能とした構成とした。これにより、上記効果を伴った弾性表面波フィルタを提供することができる。
【００２１】
一方、本発明に係る通信装置は、請求項５に記載の弾性表面波フィルタを使用して製造した構成とした。これにより、上記効果を伴った通信装置を提供することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明に係る弾性表面波素子片の製造方法、弾性表面波素子片、弾性表面波フィルタおよび通信装置の好ましい実施の形態を、添付図面に従って詳細に説明する。なお以下に記載するのは本発明の実施の一形態にすぎず、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２３】
最初に、第１実施形態について説明する。本実施形態に係る弾性表面波素子片は、いわゆる共振子型の弾性表面波フィルタを構成する弾性表面波素子片であって、圧電体平板の表面に２個の共振器を形成したものである。各共振器は、信号入力用の第１ＩＤＴ電極と、信号出力用の第２ＩＤＴ電極と、各ＩＤＴ電極の外側に配置した反射器電極とによって構成する。
【００２４】
圧電体平板には、ＳＴカット水晶平板や、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）平板などを使用することができる。このうち水晶は、周波数温度特性の安定性に優れているが、電気機械結合係数が低いという欠点がある。よって、水晶平板を使用した弾性表面波素子片において、電気・機械エネルギー相互間の変換効率を確保するには、ＩＤＴ電極の対数を確保する必要がある。そのため、弾性表面波素子片が大型化するという問題がある。しかし、弾性表面波素子片の電極を陽極酸化すれば、図２（２）に示すように、挿入損失を増加させることなく共振モード周波数を変化させることができる。（なお図２（２）は、各電圧による陽極酸化後の周波数特性につき、Ｓ０モード周波数を一致させて記載している。）
【００２５】
図３（１）に、共振器の代表的な電極パターンの平面図を示す。本実施形態における共振器では、電気信号を入力して弾性表面波を励振する第１ＩＤＴ電極１１と、励振された前記弾性表面波を受信して電気信号を出力する第２ＩＤＴ電極１２とを、隣接して配置する。ＩＤＴ電極１０は、多数の電極指１３を有する２個のすだれ状電極パターンにつき、それぞれの電極指を交互に平行に配置して構成する。また、ＩＤＴ電極１０から漏出した弾性表面波をＩＤＴ電極１０側に反射する反射器電極２０を、各ＩＤＴ電極１０の外側に配置する。各反射器電極２０は、多数の導体ストリップ２３を足掛かりとしたはしご状電極パターンにより構成する。なお、各電極はＡｌまたはＡｌ合金で形成する。
【００２６】
もっとも、弾性表面波素子片は、上記以外の電極パターンとすることも可能である。図３（２）から（４）には、他の電極パターンの平面図を示している。図３（２）は、第１ＩＤＴ電極１１と第２ＩＤＴ電極１２との間に、励振された弾性表面波の振幅を制御する目的で、反射器電極３２を配置したものである。また、図３（３）は、第１ＩＤＴ電極１１と第２ＩＤＴ電極１２との間に、圧電体平板の上方における電磁波をシールドする目的で、交差導体３４を配置したものである。さらに、図３（４）は、第１ＩＤＴ電極１１と第２ＩＤＴ電極１２との間に、反射器電極３２および交差導体３４の両方を配置したものである。
【００２７】
そして、図４に示すように、上述した縦２重モード弾性表面波共振器Ａ，Ｂを横方向に並べて、圧電体平板の表面に配置することにより、本実施形態に係る弾性表面波素子片５を形成する。各共振器Ａ，Ｂは、相互に位相を反転させた上で、電気的に並列接続する。具体的には、各ＩＤＴ電極における一方のすだれ状電極をＧＮＤ端子に接続する。さらに、入力用の各ＩＤＴ電極１１ａ，１１ｂにおける他方のすだれ状電極を入力端子に接続し、出力用の各ＩＤＴ電極１２ａ，１２ｂにおける他方のすだれ状電極を出力端子に接続する。これにより、２個の縦２重モード弾性表面波共振器が、電気的に並列接続された状態となる。また、共振器Ａは、入力用のＩＤＴ電極１１ａのパターンと、出力用のＩＤＴ電極１２ａのパターンとが、中心点１９ａに対して点対称となるように形成する。一方の共振器Ｂは、入力用のＩＤＴ電極１１ｂのパターンと、出力用のＩＤＴ電極１２ｂのパターンとが、中心線１９ｂに対して線対称となるように形成する。これにより、２個の縦２重モード弾性表面波共振器Ａ，Ｂは、相互に位相を反転させて接続した状態となる。そして、後述するように共振器ＡのＳ０モード周波数と共振器ＢのＡ０モード周波数とを一致させれば、相互に同位相成分を合成することができる。
【００２８】
また、共振器Ａの中心周波数が、共振器Ｂの中心周波数より低周波側に位置するように、各共振器の電極指ピッチを設定する。具体的には、共振器ＡのＩＤＴ電極１１ａ，１２ａにおける電極指ピッチλａが、共振器ＢのＩＤＴ電極１１ｂ，１２ｂにおける電極指ピッチλｂより広くなるように、各ＩＤＴ電極を形成する。さらに、図１（１）に示すように、低周波側の共振器Ａにおける高周波側のＳ０モード周波数が、高周波側の共振器Ｂにおける低周波側のＡ０モード周波数より、高周波側に位置するように、各共振器の電極指ピッチを設定する。
【００２９】
一方、本実施形態に係る弾性表面波素子片の製造方法では、後述するように各電極の表面を陽極酸化する。図５に、ＩＤＴ電極の電極指の断面図を示す。各電極の表面を陽極酸化することにより、圧電体平板６上の電極指１３の表面に酸化膜１５を形成する。各電極をＡｌで構成した場合には、Ａｌ２Ｏ３の酸化膜を形成する。なお、陽極酸化電圧を上昇させれば、酸化膜の膜厚も増加する。一方、反射器電極の導体ストリップの表面にも、同様に酸化膜を形成する。
【００３０】
次に、本実施形態に係る弾性表面波素子片の製造方法について説明する。弾性表面波素子片は、圧電体ウエハにおいて複数個を同時に製造する。概略的には、圧電体ウエハの表面に共振器の各電極を形成し、各電極の表面を陽極酸化し、さらに圧電体ウエハから各弾性表面波素子片を分離して、弾性表面波素子片を形成する。
【００３１】
最初に、圧電体ウエハの表面に共振器の各電極を形成する。具体的には、まず圧電体ウエハの表面全体に、蒸着法やスパッタ法を用いて電極膜を形成する。次に、電極膜の表面全体にレジストを塗布し、露光および現像して、電極形成部分以外の部分のレジストを除去する。そして、残したレジストをマスクとして電極膜をエッチングし、電極形成部分以外の部分の電極膜を除去する。その後、残したレジストを除去すれば、圧電体ウエハの表面に各電極が形成される。なお、図６に示すように、圧電体ウエハ４の表面には、ＩＤＴ電極１０および反射器電極２０の他に、これらと導通するターミナル電極３０を形成しておく。
【００３２】
次に、各電極の表面を陽極酸化する。図６に陽極酸化装置の説明図を示す。陽極酸化装置４０には、酸化液槽４１および電源４４が設けられている。酸化液槽４１には、酸化液４２として、リン酸塩やホウ酸塩などの水溶液が満たされている。なお、ほぼ中性のクエン酸塩やアジピン酸塩などの水溶液を、酸化液４２として使用してもよい。一方、電源４４は、電圧の調整手段を有している。また、電源４４の陰極端子には、電流計４８を介して陰極電極板４７が接続されている。一方、電源４４の陽極端子には、金属クリップ４６が接続されている。なお、電源４４の両端子間には、電圧計４９が接続されている。
【００３３】
ここで、陽極酸化電圧を設定する。具体的には、図２（１）に示すグラフを参考にして、低周波側の共振器ＡにおけるＳ０モード周波数を、高周波側の共振器ＢにおけるＡ０モード周波数に一致させることが可能な、陽極酸化電圧を求める。そして、電源４４により印加する電圧を、上記で求めた陽極酸化電圧に設定する。なお、陽極酸化電圧を変化させると、弾性表面波フィルタの中心周波数も変化することになる。そこで、その中心周波数の変化量を見込んで、ＩＤＴ電極の電極指ピッチおよび電極膜厚を設定しておく。
【００３４】
その後、電源４４の陽極端子に接続された金属クリップ４６に、圧電体ウエハ４のターミナル電極３０を接続する。次に、電源４４の陰極端子に接続された陰極電極板４７とともに、圧電体ウエハ４を酸化液４２中に浸漬する。そして、電源４４により陽極酸化電圧を印加する。すると、ターミナル電極３０と導通するＩＤＴ電極１０および反射器電極２０が陽極酸化され、各電極の表面に酸化膜が形成される。なお、陽極酸化時間を変化させた場合にも、陽極酸化電圧を変化させた場合と同様に、共振器の共振モード周波数を変化させることができる。しかし、陽極酸化時間を延長すると製造効率が悪化するので、本実施形態では陽極酸化時間を絶縁性が十分に保てる膜が生成できる一定の短時間とし、陽極酸化電圧のみを設定の対象とする。
【００３５】
次に、圧電体ウエハを弾性表面波素子片の個片に分離する。その分離はダイシング等によって行う。以上により、本実施形態に係る弾性表面波素子片が完成する。
次に、上記のように形成した弾性表面波素子片をパッケージ内部に実装して、弾性表面波フィルタを形成する。図７に、本実施形態に係る弾性表面波フィルタの側面断面図を示す。同図に示すように、パッケージ１３０のベース部１３２におけるキャビティ内部に、接着剤１２８を介して、上記のように形成した弾性表面波素子片５を実装する。
【００３６】
一方、ベース部１３２の底面には、外部端子１３４が形成されている。また、ベース部１３２におけるキャビティの側壁は階段状に形成され、その中段部上面に、外部端子１３４と導通するボンディング用パッド１３６が形成されている。一方、弾性表面波素子片５の表面には、ＩＤＴ電極１０の形成と同時に、これと導通するボンディング用パッド１１０を形成しておく。そして、弾性表面波素子片５に形成されたボンディング用パッド１１０と、ベース部１３２に形成されたボンディング用パッド１３６との間を、ワイヤ１２９により連結する。これにより、ベース部１３２の外部端子１３４と、弾性表面波素子片５のＩＤＴ電極１０とが導通可能となる。さらに、ベース部１３２の上面開口部にリッド１３８を装着し、必要に応じてパッケージ１３０の内部を窒素雰囲気等に気密封止する。以上により、本実施形態に係る弾性表面波フィルタ１００が完成する。ここで、弾性表面波素子片をフリップチップ実装する場合も同様に弾性表面波フィルタ１００を形成できる。
さらに、上記のように形成した弾性表面波フィルタ１００を、図８に示すように使用することにより、スーパーヘテロダイン受信機などの通信装置を形成することができる。
【００３７】
以上に詳述した第１実施形態に係る弾性表面波素子片の製造方法を使用することにより、低周波側の共振器におけるＳ０モード周波数と、高周波側の共振器におけるＡ０モード周波数とを、正確に一致させることができる。この点従来は、各共振器におけるＩＤＴ電極の電極指ピッチをそれぞれ所定幅に形成することにより、両共振モード周波数を一致させようとしていた。しかし、ＩＤＴ電極の形成に使用するフォトマスクに電極パターンを描画するパターン描画装置は、格子状の画素を単位としてパターンを描画する。そのため、ＩＤＴ電極の電極指ピッチの微調整に限界があり、両共振モード周波数を正確に一致させることができないという問題があった。
【００３８】
そこで、第１実施形態に係る弾性表面波素子片の製造方法は、低周波側の共振器におけるＳ０モード周波数が、高周波側の共振器におけるＡ０モード周波数より高周波側に位置するように、各共振器の電極を形成した上で、各共振器の電極を陽極酸化して、両共振モード周波数を一致させる構成とした。陽極酸化電圧に比例して、両共振モード周波数は低下する。また、Ｓ０モード周波数の低下率は、Ａ０モード周波数の低下率より大きくなる。したがって、低周波側の共振器におけるＳ０モード周波数と、高周波側の共振器におけるＡ０モード周波数とを、正確に一致させることができる。
【００３９】
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態に係る弾性表面波素子片の製造方法は、各共振器の電極をそれぞれ異なる電圧で陽極酸化することにより、低周波側の共振器におけるＳ０モード周波数と、高周波側の共振器におけるＡ０モード周波数とを一致させるものである。なお、第１実施形態と同じ構成となる部分については、その説明を省略する。
【００４０】
第２実施形態に係る弾性表面波素子片は、第１実施形態と同様に、図４に示す構造とする。また、第１実施形態と同様に、共振器Ａの中心周波数を、共振器Ｂの中心周波数より低周波側に位置させる。そのため、共振器ＡのＩＤＴ電極１１ａ，１２ａにおける電極指ピッチλａを、共振器ＢのＩＤＴ電極１１ｂ，１２ｂにおける電極指ピッチλｂより広く設定する。ただし、第２実施形態では、図９（１）に示すように、高周波側の共振器Ｂにおける低周波側のＡ０モード周波数が、低周波側の共振器Ａにおける高周波側のＳ０モード周波数より、高周波側に位置するように、各共振器の電極指ピッチを設定する。
【００４１】
また、圧電体ウエハの表面には、図１０に示すように、共振器ＡのＩＤＴ電極１０ａおよび反射器電極２０ａと導通するターミナル電極３０ａ、および共振器ＢのＩＤＴ電極１０ｂおよび反射器電極２０ｂと導通するターミナル電極３０ｂを形成しておく。
【００４２】
次に、陽極酸化電圧を設定する。第２実施形態では、高周波側の共振器Ｂのみを陽極酸化することにより、または高周波側の共振器Ｂを低周波側の共振器Ａより高電圧で陽極酸化することにより、共振器ＢのＡ０モード周波数を共振器ＡのＳ０モード周波数に一致させる。これを実現することが可能な陽極酸化電圧を、図２（１）に示すグラフを参考にして求める。そして、求めた電圧を電源４４により印加して、共振器Ｂの電極のみを陽極酸化し、または共振器Ａの電極および共振器Ｂの電極を順次陽極酸化する。
【００４３】
上述したように、第２実施形態に係る弾性表面波素子片の製造方法は、各共振器をそれぞれ異なる電圧で陽極酸化することにより、低周波側の共振器におけるＳ０モード周波数と、高周波側の共振器におけるＡ０モード周波数とを一致させる構成とした。具体的には、高周波側の共振器における低周波側のＡ０モード周波数が、低周波側の共振器における高周波側のＳ０モード周波数より高周波側に位置するように、各共振器の電極を形成した上で、高周波側の共振器のみを陽極酸化することにより、または高周波側の共振器を低周波側の共振器より高電圧で陽極酸化することにより、両共振モード周波数を一致させる構成とした。これにより、第１実施形態と同様に、両共振モード周波数を正確に一致させることができる。これに加えて第２実施形態では、高周波側の共振器における共振モード周波数の低下率を、低周波側の共振器における共振モード周波数の低下率より、格段に大きくすることができる。したがって、第１実施形態に比べて迅速に、両共振モード周波数を一致させることができる。
【００４４】
なお、上記以外にも、低周波側の共振器における高周波側のＳ０モード周波数が、高周波側の共振器における低周波側のＡ０モード周波数より高周波側に位置するように、各弾性表面波素子片の電極を形成した上で、低周波側の共振器のみを陽極酸化することにより、または低周波側の共振器を高周波側の共振器より高電圧で陽極酸化することにより、両共振モード周波数を一致させる構成としてもよい。この場合には、低周波側の共振器における共振モード周波数の低下率を、高周波側の共振器における共振モード周波数の低下率より、格段に大きくすることができる。したがって、第１実施形態に比べて迅速に、両共振モード周波数を一致させることができる。
【００４５】
【発明の効果】
相互に位相を反転させて電気的に並列接続した、中心周波数の異なる複数の縦多重モード弾性表面波共振器につき、低周波側の前記共振器における高周波側の共振モード周波数と、高周波側の前記共振器における低周波側の共振モード周波数とを一致させて、弾性表面波素子片を製造する方法であって、前記低周波側の共振器における高周波側の共振モード周波数が、前記高周波側の共振器における低周波側の共振モード周波数より高周波側に位置するように、前記各共振器の電極を形成する工程と、前記各共振器の電極を陽極酸化して、前記低周波側の共振器における高周波側の共振モード周波数と、前記高周波側の共振器における低周波側の共振モード周波数とを一致させる工程とを有する構成としたので、両共振モード周波数を正確に一致させることができる。
【００４６】
また、相互に位相を反転させて電気的に並列接続した、複数の縦多重モード弾性表面波共振器につき、低周波側の共振器における高周波側の共振モード周波数と、高周波側の共振器における低周波側の共振モード周波数とを一致させて、弾性表面波素子片を製造する方法であって、前記各共振器をそれぞれ異なる陽極酸化電圧で陽極酸化することにより、前記低周波側の共振器における高周波側の共振モード周波数と、前記高周波側の共振器における低周波側の共振モード周波数とを一致させる工程を有する構成としたので、両共振モード周波数を迅速に一致させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る弾性表面波素子片の製造方法における周波数特性の変化の説明図であり、（１）は陽極酸化前の周波数特性のグラフであり、（２）は陽極酸化後の周波数特性のグラフである。
【図２】１個の縦２重モード弾性表面波共振器につき、（１）は陽極酸化電圧を変化させた場合のＳ０モードおよびＡ０モードの周波数変化を示すグラフであり、（２）は陽極酸化電圧を変化させた場合の周波数特性のグラフである。
【図３】（１）は共振器の代表的な電極パターンの平面図であり、（２）ないし（４）は他の電極パターンの平面図である。
【図４】２個の縦２重モード弾性表面波共振器につき、相互に位相を反転させ電気的に並列接続して構成した弾性表面波素子片の説明図である。
【図５】ＩＤＴ電極の電極指および反射器電極の導体ストリップの断面図である。
【図６】陽極酸化装置の説明図である。
【図７】弾性表面波フィルタの側面断面図である。
【図８】通信装置のブロック図である。
【図９】第２実施形態に係る弾性表面波素子片の製造方法における周波数特性の変化の説明図であり、（１）は陽極酸化前の周波数特性のグラフであり、（２）は陽極酸化後の周波数特性のグラフである。
【図１０】第２実施形態おける陽極酸化用のターミナル電極の説明図である。
【図１１】１個の縦２重モード弾性表面波共振器の周波数特性と通過帯域との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
Ａ………低周波側の共振器、Ｂ………高周波側の共振器、４………圧電体ウエハ、５………弾性表面波素子片、６………圧電体平板、１０，１１，１２………ＩＤＴ電極、１３………電極指、１５………酸化膜、１９ａ………中心点、１９ｂ………中心線、２０………反射器電極、２３………導体ストリップ、３０………ターミナル電極、３２………反射器電極、３４………交差導体、４０………陽極酸化装置、４１………酸化液層、４２………酸化液、４４………電源、４６………金属クリップ、４７………陰極電極板、４８………電流計、４９………電圧計、１００………弾性表面波フィルタ、１１０………ボンディング用パッド、１２８………接着剤、１２９………ワイヤ、１３０………パッケージ、１３２………ベース部、１３４………外部端子、１３６………ボンディング用パッド、１３８………リッド。
【発明の属する技術分野】
本発明は、弾性表面波素子片の製造方法、弾性表面波素子片、弾性表面波フィルタおよび通信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
通信機器等では、様々な周波数の電気信号から所定周波数の電気信号を取り出すため、弾性表面波フィルタが利用されている。弾性表面波フィルタは、弾性表面波素子片をパッケージ内部に実装したものであり、その弾性表面波素子片は、図３（１）に示すように、少なくとも電気信号を入力して弾性表面波を励振する第１ＩＤＴ（Ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）電極１１と、励振された前記弾性表面波を受信して電気信号を出力する第２ＩＤＴ電極１２とを、圧電体平板の表面に形成したものである。さらに、共振子型の弾性表面波フィルタでは、ＩＤＴ電極１０から漏出した弾性表面波をＩＤＴ電極側に反射して共振を発生させるため、ＩＤＴ電極１０の外側に反射器電極２０を形成している。ここで、圧電体平板上に形成されたＩＤＴ電極１０および反射器電極２０は、弾性表面波共振器を構成する。
【０００３】
図１１に、共振子型の弾性表面波フィルタにおける周波数特性のグラフを示す。共振子型の弾性表面波フィルタとして、縦２重モード弾性表面波フィルタが開発されている。この縦２重モード弾性表面波フィルタは、図１１において破線で示すように、基本波対称縦モードＳ０（以下、Ｓ０モードと呼ぶ）、および基本波斜対称縦モードＡ０（以下、Ａ０モードと呼ぶ）と呼ばれる、２つの縦共振モードを利用するものである。この縦２重モード弾性表面波フィルタでは、図１１の実線で示すようにインピーダンス整合を行うことにより、両共振モードの共振周波数の間が通過帯域となる。
【０００４】
通過帯域の幅は、弾性表面波フィルタを使用する通信機器等に対応して、様々に設定される。その通過帯域幅を広くするには、ＩＤＴ電極の対数を少なくする必要がある。一方で、圧電体平板として使用される水晶平板は、周波数温度特性の安定性に優れているが、電気機械結合係数が低いという欠点がある。そのため、弾性表面波フィルタの挿入損失を小さくするには、ＩＤＴ電極の対数を多くする必要がある。かかる事情により、１個の縦２重モード弾性表面波共振器からなる弾性表面波フィルタにおいて、通過帯域幅を広くするには限界があった。
【０００５】
そこで、図４に示すように、２個の縦２重モード弾性表面波共振器Ａ，Ｂにつき、相互に位相を反転させ、電気的に並列接続して構成された、弾性表面波フィルタが開発されている。図１（２）に、この弾性表面波フィルタの周波数特性を示す。この弾性表面波フィルタでは、各共振器における中心周波数をそれぞれ異なる値に設定している。さらに、低周波側の共振器ＡにおけるＳ０モード周波数と、高周波側の共振器ＢにおけるＡ０モード周波数とを一致させている。これにより、低周波側の共振器におけるＡ０モード周波数から、高周波側の共振器におけるＳ０モード周波数までの間を、弾性表面波フィルタの通過帯域とすることができる。
【０００６】
ここで、各共振器の中心周波数を異なる値に設定するには、図４に示すように、各共振器におけるＩＤＴ電極の電極指ピッチλａ、λｂを、それぞれ異なる幅に形成することによって行っている。さらに、低周波側の共振器ＡにおけるＳ０モード周波数と、高周波側の共振器ＢにおけるＡ０モード周波数とを一致させるには、各共振器におけるＩＤＴ電極の電極指ピッチλａ、λｂを、それぞれ所定の幅に正確に形成することによって行っている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、圧電体平板の表面に各電極を形成するには、まず圧電体平板の表面全体に電極膜を形成する。次に、電極膜の表面全体にレジストを塗布する。そして、電極パターンが描画されたフォトマスクを介してレジストの露光を行い、さらに現像して電極形成部分以外の部分のレジストを除去する。その後、残したレジストをマスクとして電極膜をエッチングすれば、圧電体平板の表面に各電極が形成される。
【０００８】
ここで、上述したフォトマスクに電極パターンを描画するには、パターン描画装置を使用する。パターン描画装置は、格子状の画素を単位として、電子線を偏向させて照射することによりパターンを描画する。そのため、格子状の画素より小さい単位で、フォトマスクにおける電極パターンの位置を微調整することができない。したがって、各共振器におけるＩＤＴ電極の電極指ピッチの微調整に限界が生じる。これにより、低周波側の共振器におけるＳ０モード周波数と、高周波側の共振器におけるＡ０モードの周波数とを、正確に一致させることが困難になるという問題がある。
【０００９】
なお、両共振モード周波数が一致していないと、通過帯域の中心周波数付近におけるリップルが大きくなる。そのため、弾性表面波フィルタとして良好な周波数特性を発揮することができなくなる。
【００１０】
本発明は上記問題点に着目し、低周波側の共振器における高周波側の共振モード周波数と、高周波側の共振器における低周波側の共振モード周波数とを、正確に一致させることが可能な、弾性表面波素子片の製造方法の提供を目的とする。また本発明は、その方法を使用して製造した弾性表面波素子片、弾性表面波フィルタおよび通信装置の提供を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、縦２重モード弾性表面波共振器の電極を陽極酸化した場合に、Ｓ０モードおよびＡ０モードの周波数の低下率が異なるという知見に基づいている。図２に、陽極酸化電圧と共振モード周波数との関係図を示す。なお同図では、１個の縦２重モード弾性表面波共振器の電極を陽極酸化している。また、同図において陽極酸化電圧が０Ｖの場合とは、陽極酸化を行っていない場合を示している。同図に示すように、陽極酸化を行うと、Ｓ０モードおよびＡ０モードの周波数はいずれも低下する。これは、陽極酸化により電極の表面に酸化膜が形成され、電極膜厚を厚くした場合と同様の効果が得られるからであると考えられる。また、陽極酸化電圧の上昇に比例して、両モードの周波数は低下する。これは、陽極酸化電圧の上昇により酸化膜の膜厚が増加するからであると考えられる。
【００１２】
ここで注目すべきは、Ｓ０モードおよびＡ０モードの周波数の低下率が異なる点である。すなわち、同じ陽極酸化電圧で陽極酸化した場合に、Ｓ０モード周波数の低下率は、Ａ０モード周波数の低下率より大きくなっている。そこで、図１（１）に示すように、２個の縦２重モード弾性表面波共振器につき、低周波側の共振器におけるＳ０モード周波数が、高周波側の共振器におけるＡ０モード周波数より高周波側に位置するように、各共振器の電極を形成する。その上で、各共振器の電極を所定の電圧で陽極酸化すれば、図１（２）に示すように、低周波側の共振器におけるＳ０モード周波数を、高周波側の共振器におけるＡ０モード周波数に、一致させることができるのである。
【００１３】
なお、電極膜厚を変化させることによっても、周波数を変化させることは可能である。しかし、周波数温度特性における頂点温度が大幅に変化し、温度特性が著しく悪化するという問題がある。この点、電極の表面を陽極酸化する場合には、周波数温度特性における頂点温度がほとんど変化しないことが報告されている。すなわち、温度特性を悪化させることなく、両共振モード周波数を一致させることができるのである。
【００１４】
上述した知見に基づいて、本発明に係る弾性表面波素子片の製造方法は、相互に位相を反転させて電気的に並列接続した、中心周波数の異なる複数の縦多重モード弾性表面波共振器につき、低周波側の前記共振器における高周波側の共振モード周波数と、高周波側の前記共振器における低周波側の共振モード周波数とを一致させて、弾性表面波素子片を製造する方法であって、前記低周波側の共振器における高周波側の共振モード周波数が、前記高周波側の共振器における低周波側の共振モード周波数より高周波側に位置するように、前記各共振器の電極を形成する工程と、前記各共振器の電極を陽極酸化して、前記低周波側の共振器における高周波側の共振モード周波数と、前記高周波側の共振器における低周波側の共振モード周波数とを一致させる工程と、を有する構成とした。
【００１５】
陽極酸化電圧に比例して、各共振モード周波数は低下する。また、共振器における高周波側の共振モード周波数の低下率は、低周波側の共振モード周波数の低下率より大きくなる。したがって、低周波側の共振器における高周波側の共振モード周波数と、高周波側の共振器における低周波側の共振モード周波数とを、正確に一致させることができる。
【００１６】
また、相互に位相を反転させて電気的に並列接続した、複数の縦多重モード弾性表面波共振器につき、低周波側の前記共振器における高周波側の共振モード周波数と、高周波側の前記共振器における低周波側の共振モード周波数とを一致させて、弾性表面波素子片を製造する方法であって、前記各共振器の電極をそれぞれ異なる電圧で陽極酸化することにより、前記低周波側の共振器における高周波側の共振モード周波数と、前記高周波側の共振器における低周波側の共振モード周波数とを一致させる工程を有する構成とした。
【００１７】
また、相互に位相を反転させて電気的に並列接続した、複数の縦多重モード弾性表面波共振器につき、低周波側の前記共振器における高周波側の共振モード周波数と、高周波側の前記共振器における低周波側の共振モード周波数とを一致させて、弾性表面波素子片を製造する方法であって、前記高周波側の共振器における低周波側の共振モード周波数が、前記低周波側の共振器における高周波側の共振モード周波数より、高周波側に位置するように、前記各共振器の電極を形成する工程と、前記高周波側の共振器の電極のみを陽極酸化することにより、または前記高周波側の共振器を前記低周波側の共振器より高電圧で陽極酸化することにより、前記低周波側の共振器における高周波側の共振モード周波数と、前記高周波側の共振器における低周波側の共振モード周波数とを一致させる工程と、を有する構成とした。
【００１８】
各共振器の電極をそれぞれ異なる電圧で陽極酸化することにより、一の共振器における共振モード周波数の低下率を、他の共振器における共振モード周波数の低下率より、格段に大きくすることができる。したがって、低周波側の共振器における高周波側の共振モード周波数と、高周波側の共振器における低周波側の共振モード周波数とを、迅速に一致させることができる。
【００１９】
一方、本発明に係る弾性表面波素子片は、請求項１ないし３のいずれかに記載の弾性表面波素子片の製造方法を使用して製造した構成とした。これにより、上記効果を伴った弾性表面波素子片を提供することができる。
【００２０】
一方、本発明に係る弾性表面波フィルタは、請求項４に記載の弾性表面波素子片をパッケージの内部に実装し、前記弾性表面波素子片の前記各ＩＤＴ電極と前記パッケージの外部端子とを導通可能とした構成とした。これにより、上記効果を伴った弾性表面波フィルタを提供することができる。
【００２１】
一方、本発明に係る通信装置は、請求項５に記載の弾性表面波フィルタを使用して製造した構成とした。これにより、上記効果を伴った通信装置を提供することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明に係る弾性表面波素子片の製造方法、弾性表面波素子片、弾性表面波フィルタおよび通信装置の好ましい実施の形態を、添付図面に従って詳細に説明する。なお以下に記載するのは本発明の実施の一形態にすぎず、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２３】
最初に、第１実施形態について説明する。本実施形態に係る弾性表面波素子片は、いわゆる共振子型の弾性表面波フィルタを構成する弾性表面波素子片であって、圧電体平板の表面に２個の共振器を形成したものである。各共振器は、信号入力用の第１ＩＤＴ電極と、信号出力用の第２ＩＤＴ電極と、各ＩＤＴ電極の外側に配置した反射器電極とによって構成する。
【００２４】
圧電体平板には、ＳＴカット水晶平板や、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）平板などを使用することができる。このうち水晶は、周波数温度特性の安定性に優れているが、電気機械結合係数が低いという欠点がある。よって、水晶平板を使用した弾性表面波素子片において、電気・機械エネルギー相互間の変換効率を確保するには、ＩＤＴ電極の対数を確保する必要がある。そのため、弾性表面波素子片が大型化するという問題がある。しかし、弾性表面波素子片の電極を陽極酸化すれば、図２（２）に示すように、挿入損失を増加させることなく共振モード周波数を変化させることができる。（なお図２（２）は、各電圧による陽極酸化後の周波数特性につき、Ｓ０モード周波数を一致させて記載している。）
【００２５】
図３（１）に、共振器の代表的な電極パターンの平面図を示す。本実施形態における共振器では、電気信号を入力して弾性表面波を励振する第１ＩＤＴ電極１１と、励振された前記弾性表面波を受信して電気信号を出力する第２ＩＤＴ電極１２とを、隣接して配置する。ＩＤＴ電極１０は、多数の電極指１３を有する２個のすだれ状電極パターンにつき、それぞれの電極指を交互に平行に配置して構成する。また、ＩＤＴ電極１０から漏出した弾性表面波をＩＤＴ電極１０側に反射する反射器電極２０を、各ＩＤＴ電極１０の外側に配置する。各反射器電極２０は、多数の導体ストリップ２３を足掛かりとしたはしご状電極パターンにより構成する。なお、各電極はＡｌまたはＡｌ合金で形成する。
【００２６】
もっとも、弾性表面波素子片は、上記以外の電極パターンとすることも可能である。図３（２）から（４）には、他の電極パターンの平面図を示している。図３（２）は、第１ＩＤＴ電極１１と第２ＩＤＴ電極１２との間に、励振された弾性表面波の振幅を制御する目的で、反射器電極３２を配置したものである。また、図３（３）は、第１ＩＤＴ電極１１と第２ＩＤＴ電極１２との間に、圧電体平板の上方における電磁波をシールドする目的で、交差導体３４を配置したものである。さらに、図３（４）は、第１ＩＤＴ電極１１と第２ＩＤＴ電極１２との間に、反射器電極３２および交差導体３４の両方を配置したものである。
【００２７】
そして、図４に示すように、上述した縦２重モード弾性表面波共振器Ａ，Ｂを横方向に並べて、圧電体平板の表面に配置することにより、本実施形態に係る弾性表面波素子片５を形成する。各共振器Ａ，Ｂは、相互に位相を反転させた上で、電気的に並列接続する。具体的には、各ＩＤＴ電極における一方のすだれ状電極をＧＮＤ端子に接続する。さらに、入力用の各ＩＤＴ電極１１ａ，１１ｂにおける他方のすだれ状電極を入力端子に接続し、出力用の各ＩＤＴ電極１２ａ，１２ｂにおける他方のすだれ状電極を出力端子に接続する。これにより、２個の縦２重モード弾性表面波共振器が、電気的に並列接続された状態となる。また、共振器Ａは、入力用のＩＤＴ電極１１ａのパターンと、出力用のＩＤＴ電極１２ａのパターンとが、中心点１９ａに対して点対称となるように形成する。一方の共振器Ｂは、入力用のＩＤＴ電極１１ｂのパターンと、出力用のＩＤＴ電極１２ｂのパターンとが、中心線１９ｂに対して線対称となるように形成する。これにより、２個の縦２重モード弾性表面波共振器Ａ，Ｂは、相互に位相を反転させて接続した状態となる。そして、後述するように共振器ＡのＳ０モード周波数と共振器ＢのＡ０モード周波数とを一致させれば、相互に同位相成分を合成することができる。
【００２８】
また、共振器Ａの中心周波数が、共振器Ｂの中心周波数より低周波側に位置するように、各共振器の電極指ピッチを設定する。具体的には、共振器ＡのＩＤＴ電極１１ａ，１２ａにおける電極指ピッチλａが、共振器ＢのＩＤＴ電極１１ｂ，１２ｂにおける電極指ピッチλｂより広くなるように、各ＩＤＴ電極を形成する。さらに、図１（１）に示すように、低周波側の共振器Ａにおける高周波側のＳ０モード周波数が、高周波側の共振器Ｂにおける低周波側のＡ０モード周波数より、高周波側に位置するように、各共振器の電極指ピッチを設定する。
【００２９】
一方、本実施形態に係る弾性表面波素子片の製造方法では、後述するように各電極の表面を陽極酸化する。図５に、ＩＤＴ電極の電極指の断面図を示す。各電極の表面を陽極酸化することにより、圧電体平板６上の電極指１３の表面に酸化膜１５を形成する。各電極をＡｌで構成した場合には、Ａｌ２Ｏ３の酸化膜を形成する。なお、陽極酸化電圧を上昇させれば、酸化膜の膜厚も増加する。一方、反射器電極の導体ストリップの表面にも、同様に酸化膜を形成する。
【００３０】
次に、本実施形態に係る弾性表面波素子片の製造方法について説明する。弾性表面波素子片は、圧電体ウエハにおいて複数個を同時に製造する。概略的には、圧電体ウエハの表面に共振器の各電極を形成し、各電極の表面を陽極酸化し、さらに圧電体ウエハから各弾性表面波素子片を分離して、弾性表面波素子片を形成する。
【００３１】
最初に、圧電体ウエハの表面に共振器の各電極を形成する。具体的には、まず圧電体ウエハの表面全体に、蒸着法やスパッタ法を用いて電極膜を形成する。次に、電極膜の表面全体にレジストを塗布し、露光および現像して、電極形成部分以外の部分のレジストを除去する。そして、残したレジストをマスクとして電極膜をエッチングし、電極形成部分以外の部分の電極膜を除去する。その後、残したレジストを除去すれば、圧電体ウエハの表面に各電極が形成される。なお、図６に示すように、圧電体ウエハ４の表面には、ＩＤＴ電極１０および反射器電極２０の他に、これらと導通するターミナル電極３０を形成しておく。
【００３２】
次に、各電極の表面を陽極酸化する。図６に陽極酸化装置の説明図を示す。陽極酸化装置４０には、酸化液槽４１および電源４４が設けられている。酸化液槽４１には、酸化液４２として、リン酸塩やホウ酸塩などの水溶液が満たされている。なお、ほぼ中性のクエン酸塩やアジピン酸塩などの水溶液を、酸化液４２として使用してもよい。一方、電源４４は、電圧の調整手段を有している。また、電源４４の陰極端子には、電流計４８を介して陰極電極板４７が接続されている。一方、電源４４の陽極端子には、金属クリップ４６が接続されている。なお、電源４４の両端子間には、電圧計４９が接続されている。
【００３３】
ここで、陽極酸化電圧を設定する。具体的には、図２（１）に示すグラフを参考にして、低周波側の共振器ＡにおけるＳ０モード周波数を、高周波側の共振器ＢにおけるＡ０モード周波数に一致させることが可能な、陽極酸化電圧を求める。そして、電源４４により印加する電圧を、上記で求めた陽極酸化電圧に設定する。なお、陽極酸化電圧を変化させると、弾性表面波フィルタの中心周波数も変化することになる。そこで、その中心周波数の変化量を見込んで、ＩＤＴ電極の電極指ピッチおよび電極膜厚を設定しておく。
【００３４】
その後、電源４４の陽極端子に接続された金属クリップ４６に、圧電体ウエハ４のターミナル電極３０を接続する。次に、電源４４の陰極端子に接続された陰極電極板４７とともに、圧電体ウエハ４を酸化液４２中に浸漬する。そして、電源４４により陽極酸化電圧を印加する。すると、ターミナル電極３０と導通するＩＤＴ電極１０および反射器電極２０が陽極酸化され、各電極の表面に酸化膜が形成される。なお、陽極酸化時間を変化させた場合にも、陽極酸化電圧を変化させた場合と同様に、共振器の共振モード周波数を変化させることができる。しかし、陽極酸化時間を延長すると製造効率が悪化するので、本実施形態では陽極酸化時間を絶縁性が十分に保てる膜が生成できる一定の短時間とし、陽極酸化電圧のみを設定の対象とする。
【００３５】
次に、圧電体ウエハを弾性表面波素子片の個片に分離する。その分離はダイシング等によって行う。以上により、本実施形態に係る弾性表面波素子片が完成する。
次に、上記のように形成した弾性表面波素子片をパッケージ内部に実装して、弾性表面波フィルタを形成する。図７に、本実施形態に係る弾性表面波フィルタの側面断面図を示す。同図に示すように、パッケージ１３０のベース部１３２におけるキャビティ内部に、接着剤１２８を介して、上記のように形成した弾性表面波素子片５を実装する。
【００３６】
一方、ベース部１３２の底面には、外部端子１３４が形成されている。また、ベース部１３２におけるキャビティの側壁は階段状に形成され、その中段部上面に、外部端子１３４と導通するボンディング用パッド１３６が形成されている。一方、弾性表面波素子片５の表面には、ＩＤＴ電極１０の形成と同時に、これと導通するボンディング用パッド１１０を形成しておく。そして、弾性表面波素子片５に形成されたボンディング用パッド１１０と、ベース部１３２に形成されたボンディング用パッド１３６との間を、ワイヤ１２９により連結する。これにより、ベース部１３２の外部端子１３４と、弾性表面波素子片５のＩＤＴ電極１０とが導通可能となる。さらに、ベース部１３２の上面開口部にリッド１３８を装着し、必要に応じてパッケージ１３０の内部を窒素雰囲気等に気密封止する。以上により、本実施形態に係る弾性表面波フィルタ１００が完成する。ここで、弾性表面波素子片をフリップチップ実装する場合も同様に弾性表面波フィルタ１００を形成できる。
さらに、上記のように形成した弾性表面波フィルタ１００を、図８に示すように使用することにより、スーパーヘテロダイン受信機などの通信装置を形成することができる。
【００３７】
以上に詳述した第１実施形態に係る弾性表面波素子片の製造方法を使用することにより、低周波側の共振器におけるＳ０モード周波数と、高周波側の共振器におけるＡ０モード周波数とを、正確に一致させることができる。この点従来は、各共振器におけるＩＤＴ電極の電極指ピッチをそれぞれ所定幅に形成することにより、両共振モード周波数を一致させようとしていた。しかし、ＩＤＴ電極の形成に使用するフォトマスクに電極パターンを描画するパターン描画装置は、格子状の画素を単位としてパターンを描画する。そのため、ＩＤＴ電極の電極指ピッチの微調整に限界があり、両共振モード周波数を正確に一致させることができないという問題があった。
【００３８】
そこで、第１実施形態に係る弾性表面波素子片の製造方法は、低周波側の共振器におけるＳ０モード周波数が、高周波側の共振器におけるＡ０モード周波数より高周波側に位置するように、各共振器の電極を形成した上で、各共振器の電極を陽極酸化して、両共振モード周波数を一致させる構成とした。陽極酸化電圧に比例して、両共振モード周波数は低下する。また、Ｓ０モード周波数の低下率は、Ａ０モード周波数の低下率より大きくなる。したがって、低周波側の共振器におけるＳ０モード周波数と、高周波側の共振器におけるＡ０モード周波数とを、正確に一致させることができる。
【００３９】
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態に係る弾性表面波素子片の製造方法は、各共振器の電極をそれぞれ異なる電圧で陽極酸化することにより、低周波側の共振器におけるＳ０モード周波数と、高周波側の共振器におけるＡ０モード周波数とを一致させるものである。なお、第１実施形態と同じ構成となる部分については、その説明を省略する。
【００４０】
第２実施形態に係る弾性表面波素子片は、第１実施形態と同様に、図４に示す構造とする。また、第１実施形態と同様に、共振器Ａの中心周波数を、共振器Ｂの中心周波数より低周波側に位置させる。そのため、共振器ＡのＩＤＴ電極１１ａ，１２ａにおける電極指ピッチλａを、共振器ＢのＩＤＴ電極１１ｂ，１２ｂにおける電極指ピッチλｂより広く設定する。ただし、第２実施形態では、図９（１）に示すように、高周波側の共振器Ｂにおける低周波側のＡ０モード周波数が、低周波側の共振器Ａにおける高周波側のＳ０モード周波数より、高周波側に位置するように、各共振器の電極指ピッチを設定する。
【００４１】
また、圧電体ウエハの表面には、図１０に示すように、共振器ＡのＩＤＴ電極１０ａおよび反射器電極２０ａと導通するターミナル電極３０ａ、および共振器ＢのＩＤＴ電極１０ｂおよび反射器電極２０ｂと導通するターミナル電極３０ｂを形成しておく。
【００４２】
次に、陽極酸化電圧を設定する。第２実施形態では、高周波側の共振器Ｂのみを陽極酸化することにより、または高周波側の共振器Ｂを低周波側の共振器Ａより高電圧で陽極酸化することにより、共振器ＢのＡ０モード周波数を共振器ＡのＳ０モード周波数に一致させる。これを実現することが可能な陽極酸化電圧を、図２（１）に示すグラフを参考にして求める。そして、求めた電圧を電源４４により印加して、共振器Ｂの電極のみを陽極酸化し、または共振器Ａの電極および共振器Ｂの電極を順次陽極酸化する。
【００４３】
上述したように、第２実施形態に係る弾性表面波素子片の製造方法は、各共振器をそれぞれ異なる電圧で陽極酸化することにより、低周波側の共振器におけるＳ０モード周波数と、高周波側の共振器におけるＡ０モード周波数とを一致させる構成とした。具体的には、高周波側の共振器における低周波側のＡ０モード周波数が、低周波側の共振器における高周波側のＳ０モード周波数より高周波側に位置するように、各共振器の電極を形成した上で、高周波側の共振器のみを陽極酸化することにより、または高周波側の共振器を低周波側の共振器より高電圧で陽極酸化することにより、両共振モード周波数を一致させる構成とした。これにより、第１実施形態と同様に、両共振モード周波数を正確に一致させることができる。これに加えて第２実施形態では、高周波側の共振器における共振モード周波数の低下率を、低周波側の共振器における共振モード周波数の低下率より、格段に大きくすることができる。したがって、第１実施形態に比べて迅速に、両共振モード周波数を一致させることができる。
【００４４】
なお、上記以外にも、低周波側の共振器における高周波側のＳ０モード周波数が、高周波側の共振器における低周波側のＡ０モード周波数より高周波側に位置するように、各弾性表面波素子片の電極を形成した上で、低周波側の共振器のみを陽極酸化することにより、または低周波側の共振器を高周波側の共振器より高電圧で陽極酸化することにより、両共振モード周波数を一致させる構成としてもよい。この場合には、低周波側の共振器における共振モード周波数の低下率を、高周波側の共振器における共振モード周波数の低下率より、格段に大きくすることができる。したがって、第１実施形態に比べて迅速に、両共振モード周波数を一致させることができる。
【００４５】
【発明の効果】
相互に位相を反転させて電気的に並列接続した、中心周波数の異なる複数の縦多重モード弾性表面波共振器につき、低周波側の前記共振器における高周波側の共振モード周波数と、高周波側の前記共振器における低周波側の共振モード周波数とを一致させて、弾性表面波素子片を製造する方法であって、前記低周波側の共振器における高周波側の共振モード周波数が、前記高周波側の共振器における低周波側の共振モード周波数より高周波側に位置するように、前記各共振器の電極を形成する工程と、前記各共振器の電極を陽極酸化して、前記低周波側の共振器における高周波側の共振モード周波数と、前記高周波側の共振器における低周波側の共振モード周波数とを一致させる工程とを有する構成としたので、両共振モード周波数を正確に一致させることができる。
【００４６】
また、相互に位相を反転させて電気的に並列接続した、複数の縦多重モード弾性表面波共振器につき、低周波側の共振器における高周波側の共振モード周波数と、高周波側の共振器における低周波側の共振モード周波数とを一致させて、弾性表面波素子片を製造する方法であって、前記各共振器をそれぞれ異なる陽極酸化電圧で陽極酸化することにより、前記低周波側の共振器における高周波側の共振モード周波数と、前記高周波側の共振器における低周波側の共振モード周波数とを一致させる工程を有する構成としたので、両共振モード周波数を迅速に一致させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る弾性表面波素子片の製造方法における周波数特性の変化の説明図であり、（１）は陽極酸化前の周波数特性のグラフであり、（２）は陽極酸化後の周波数特性のグラフである。
【図２】１個の縦２重モード弾性表面波共振器につき、（１）は陽極酸化電圧を変化させた場合のＳ０モードおよびＡ０モードの周波数変化を示すグラフであり、（２）は陽極酸化電圧を変化させた場合の周波数特性のグラフである。
【図３】（１）は共振器の代表的な電極パターンの平面図であり、（２）ないし（４）は他の電極パターンの平面図である。
【図４】２個の縦２重モード弾性表面波共振器につき、相互に位相を反転させ電気的に並列接続して構成した弾性表面波素子片の説明図である。
【図５】ＩＤＴ電極の電極指および反射器電極の導体ストリップの断面図である。
【図６】陽極酸化装置の説明図である。
【図７】弾性表面波フィルタの側面断面図である。
【図８】通信装置のブロック図である。
【図９】第２実施形態に係る弾性表面波素子片の製造方法における周波数特性の変化の説明図であり、（１）は陽極酸化前の周波数特性のグラフであり、（２）は陽極酸化後の周波数特性のグラフである。
【図１０】第２実施形態おける陽極酸化用のターミナル電極の説明図である。
【図１１】１個の縦２重モード弾性表面波共振器の周波数特性と通過帯域との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
Ａ………低周波側の共振器、Ｂ………高周波側の共振器、４………圧電体ウエハ、５………弾性表面波素子片、６………圧電体平板、１０，１１，１２………ＩＤＴ電極、１３………電極指、１５………酸化膜、１９ａ………中心点、１９ｂ………中心線、２０………反射器電極、２３………導体ストリップ、３０………ターミナル電極、３２………反射器電極、３４………交差導体、４０………陽極酸化装置、４１………酸化液層、４２………酸化液、４４………電源、４６………金属クリップ、４７………陰極電極板、４８………電流計、４９………電圧計、１００………弾性表面波フィルタ、１１０………ボンディング用パッド、１２８………接着剤、１２９………ワイヤ、１３０………パッケージ、１３２………ベース部、１３４………外部端子、１３６………ボンディング用パッド、１３８………リッド。
Claims (6)
- 相互に位相を反転させて電気的に並列接続した、中心周波数の異なる複数の縦多重モード弾性表面波共振器につき、低周波側の前記共振器における高周波側の共振モード周波数と、高周波側の前記共振器における低周波側の共振モード周波数とを一致させて、弾性表面波素子片を製造する方法であって、
前記低周波側の共振器における高周波側の共振モード周波数が、前記高周波側の共振器における低周波側の共振モード周波数より高周波側に位置するように、前記各共振器の電極を形成する工程と、
前記各共振器の電極を陽極酸化して、前記低周波側の共振器における高周波側の共振モード周波数と、前記高周波側の共振器における低周波側の共振モード周波数とを一致させる工程と、
を有することを特徴とする弾性表面波素子片の製造方法。 - 相互に位相を反転させて電気的に並列接続した、複数の縦多重モード弾性表面波共振器につき、低周波側の前記共振器における高周波側の共振モード周波数と、高周波側の前記共振器における低周波側の共振モード周波数とを一致させて、弾性表面波素子片を製造する方法であって、
前記各共振器の電極をそれぞれ異なる電圧で陽極酸化することにより、前記低周波側の共振器における高周波側の共振モード周波数と、前記高周波側の共振器における低周波側の共振モード周波数とを一致させる工程を有することを特徴とする弾性表面波素子片の製造方法。 - 相互に位相を反転させて電気的に並列接続した、複数の縦多重モード弾性表面波共振器につき、低周波側の前記共振器における高周波側の共振モード周波数と、高周波側の前記共振器における低周波側の共振モード周波数とを一致させて、弾性表面波素子片を製造する方法であって、
前記高周波側の共振器における低周波側の共振モード周波数が、前記低周波側の共振器における高周波側の共振モード周波数より、高周波側に位置するように、前記各共振器の電極を形成する工程と、
前記高周波側の共振器の電極のみを陽極酸化することにより、または前記高周波側の共振器を前記低周波側の共振器より高電圧で陽極酸化することにより、前記低周波側の共振器における高周波側の共振モード周波数と、前記高周波側の共振器における低周波側の共振モード周波数とを一致させる工程と、
を有することを特徴とする弾性表面波素子片の製造方法。 - 請求項１ないし３のいずれかに記載の弾性表面波素子片の製造方法を使用して製造したことを特徴とする弾性表面波素子片。
- 請求項４に記載の弾性表面波素子片をパッケージの内部に実装し、前記弾性表面波素子片の前記各ＩＤＴ電極と前記パッケージの外部端子とを導通可能としたことを特徴とする弾性表面波フィルタ。
- 請求項５に記載の弾性表面波フィルタを使用して製造したことを特徴とする通信装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002236492A JP2004080261A (ja) | 2002-08-14 | 2002-08-14 | 弾性表面波素子片の製造方法、弾性表面波素子片、弾性表面波フィルタおよび通信装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2002236492A JP2004080261A (ja) | 2002-08-14 | 2002-08-14 | 弾性表面波素子片の製造方法、弾性表面波素子片、弾性表面波フィルタおよび通信装置 |
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| JP2002236492A Pending JP2004080261A (ja) | 2002-08-14 | 2002-08-14 | 弾性表面波素子片の製造方法、弾性表面波素子片、弾性表面波フィルタおよび通信装置 |
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| JP (1) | JP2004080261A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007228013A (ja) * | 2006-02-21 | 2007-09-06 | Seiko Epson Corp | Ｆｓｋ送受信装置 |
| JP2009284554A (ja) * | 2009-09-03 | 2009-12-03 | Hitachi Media Electoronics Co Ltd | 弾性表面波装置、通信用フィルタ及び移動通信装置 |
-
2002
- 2002-08-14 JP JP2002236492A patent/JP2004080261A/ja active Pending
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