JP3814438B2

JP3814438B2 - 弾性表面波装置

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Authority: JP
Inventors: 幹伊藤
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Priority date: 1999-03-04
Filing date: 1999-03-04
Publication date: 2006-08-30
Anticipated expiration: 2019-03-04
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車電話及び携帯電話などの移動体無線機器等に内蔵される周波数帯域フィルタとしての弾性表面波装置であって、不平衡入力−平衡出力型或いは平衡入力−不平衡出力型のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の弾性表面波（Surface Acoustic Wave で、以下、ＳＡＷという）共振子６０の基本構成を図６に示す。同図において、６１はＬｉＮｂＯ₃等の圧電基板上に蒸着等の方法で形成された櫛歯状電極（Inter Digital Transducerで、以下、ＩＤＴ電極という）、６２はＳＡＷをＩＤＴ６１側へ反射し効率良く共振させる反射器である。尚、同図においてＩＤＴ６１及び反射器６２の電極指は、実際には数１０〜数１００本にも及ぶため模式的に描いている。このＳＡＷ共振子６０は後述する不平衡入力−平衡出力機能、又は平衡入力−不平衡出力機能を有し、中心部のＩＤＴ６１は不平衡型、その両側のＩＤＴ６１は平衡型である。
【０００３】
近年、移動体通信用の周波数帯域フィルタ（以下、フィルタという）としてＳＡＷフィルタが用いられており、その広帯域化及び小型化（特開平１０−１６３８００号公報参照）についての要望が強くなってきている。また、中心周波数に対する通過帯域幅の比率（比帯域幅）は、例えば中心周波数９４２ＭＨｚに対して約３５ＭＨｚ（約３．７％）に増加している。そして、温度によるフィルタ特性のシフトと、製造時の特性ばらつきとを考慮し、一般に通過帯域幅は上記要求より大きめ、例えば約５０ＭＨｚ（約５．３％）に設定する必要がある。
【０００４】
また、移動体通信機器等の小型、軽量化及び低コスト化のための部品削減により、ＳＡＷフィルタに新たな機能の付加が要求されてきている。その１つに、不平衡入力−平衡出力型或いは平衡入力−不平衡出力型に構成するようにとの要求がある。ここで、平衡入力或いは平衡出力とは、信号が２つの信号線路間の電位差として入力或いは出力するものをいい、各信号線路の信号は振幅が等しく、位相が逆相になっている。これに対して、不平衡入力或いは不平衡出力とは、信号がグランド電位に対する１本の線路の電位として入力或いは出力するものを言う。
【０００５】
従来のＳＡＷフィルタは、一般的に不平衡入力−不平衡出力型ＳＡＷフィルタ（以下、不平衡型ＳＡＷフィルタという）であるため、ＳＡＷフィルタ後段の回路や電子部品が平衡入力型となっている場合、ＳＡＷフィルタと後段との間に不平衡−平衡変換回路（以下、バラン回路という）を挿入した回路構成を採っていた。同様にＳＡＷフィルタ前段の回路や電子部品が平衡出力型となっている場合は、前段とＳＡＷフィルタとの間にバラン回路を挿入した回路構成となっていた。
【０００６】
ここで、バラン回路を設けた不平衡入力−平衡出力型ＳＡＷフィルタの例を図９に示す。同図は不平衡入力−平衡出力型ＳＡＷフィルタの等価回路図であり、９１は高周波信号の入力端子、９２〜９５はバラン回路部１１１用のストリップラインであり、ストリップライン９２はストリップライン９４と電磁結合し、ストリップライン９３はストリップライン９５と電磁結合している。ストリップライン９３の一端は開放され、ストリップライン９４及びストリップライン９５の一端はグランド電極９９に接続される。そして、ストリップライン９４及びストリップライン９５の他端（同図では中央部）は、インピーダンス整合部１１２のストリップライン９６，９７に各々接続される。
【０００７】
そして、９８はＳＡＷ共振子であり、ラダー型及びブリッジ型に接続されＳＡＷフィルタ部１１３を構成する。１００，１０１は高周波信号の出力端子である。同図において、入力端子９１から入力された不平衡信号は不平衡−平衡変換回路のバラン回路部１１１を通り、平衡信号に変換される。この平衡信号はインピーダンス整合部１１２を通り、ＳＡＷフィルタ部１１３にマッチする低インピーダンスに変換され、ＳＡＷフィルタ部１１３にて急峻なフィルタリングを実現する。
【０００８】
近時、別個のバラン回路を不要とするように、ＳＡＷフィルタに不平衡−平衡変換機能或いは平衡−不平衡変換機能を持たせた、不平衡入力−平衡出力型ＳＡＷフィルタ或いは平衡入力−不平衡出力型ＳＡＷフィルタ（以下、平衡型ＳＡＷフィルタという）の実用化が進められている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図６に示した従来の平衡型ＳＡＷフィルタは、設計上大きな比帯域幅を得るのが困難であるという問題がある。一方、不平衡型ＳＡＷフィルタは大きな比帯域幅を得ることができる反面、別個にバラン回路が必要になるという問題がある。
【００１０】
また従来、ＳＡＷフィルタは、キャンパッケージ型のものよりセラミックスパッケージ型が実用化されているが、セラミックスパッケ−ジ型はキャンパッケージ型に比べ、表面実装可能で小型化が実現できるＳＡＷフィルタとして広く用いられるようになってきている。第１世代のセラミックスパッケージ型ＳＡＷフィルタは、セラミックスパッケージ内に接着固定したＳＡＷフィルタとセラミックスパッケージの内部電極とをワイヤーボンディングにより電気接続していたが、ワイヤーボンディングを用いることでセラミックスパッケージ外形が大きくなり、ＳＡＷフィルタは内蔵するＳＡＷ素子の５倍〜６倍の占有面積となっていた。これを解決し小型化を図るために、図７（ａ），（ｂ）に示すように、第２世代のセラミックスパッケージ型ＳＡＷフィルタＦとして、ＳＡＷ素子７１をパッケージ内部にフェースダウンボンディングして設置してなるものが実用化されてきている。
【００１１】
ＳＡＷ素子７１表面に形成された金属バンプ７７と内部電極７５とを接続する構成であり、ワイヤーボンディングを使用する必要が無く、そのため第１世代のセラミックスパッケージ型ＳＡＷフィルタに比べ、約２分の１の小型化がなされている。図７において、７２はパッケージの底板、７３は蓋体、７４は樹脂等からなる側壁部、７６はＳＡＷ素子７１における電極、７８はＳＡＷ共振子であり、同図（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。
【００１２】
しかしながら、第２世代のフェースダウン実装方式のセラミックスパッケージ型ＳＡＷフィルタＦにおいても、その外形寸法はＳＡＷ素子７１の約３倍であり、十分に小型化されていないという問題がある。
【００１３】
また、図７のようなセラミックスパッケージ型ＳＡＷフィルタＦにおいて、平衡型ＳＡＷフィルタとするためにバラン回路を内蔵させる場合、バラン回路を複数のセラミックス基板上に形成し、底板７２の裏面側（同図では下側）に前記セラミックス基板を積層させる構成が考えられる。しかしながら、前記構成ではセラミックス基板の厚さが一般に１００μｍ程度と厚く、そのためバラン回路のうちセラミックス基板間で電磁結合するストリップラインの間隔が大きくなり、挿入損失が大きくなるといった問題があった。
【００１４】
従って、本発明は上記事情に鑑みて完成されたものであり、その目的はフィルタとして使用されるＳＡＷ装置に平衡型の機能を付与し、かつ外形寸法が内蔵するＳＡＷ素子とほば等しく、また挿入損失が小さいものとすることである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の弾性表面波装置は、圧電基板の上面に少なくとも一対の櫛歯状電極を有する弾性表面波装置であって、圧電基板の下面に直接に、連続したストリップラインで対称的に形成された二つの渦巻状線路ａ１，ａ２を主面上に設けた厚さ３０μｍ以下の第一誘電体層と、渦巻状線路ａ１に対応し且つ電磁結合する渦巻状線路ｂ１と渦巻状線路ａ２に対応し且つ電磁結合する渦巻状線路ｂ２を主面上に設けた厚さ３０μｍ以下の第二誘電体層とを積層させ、平衡−不平衡変換機能を付与して成り、前記第一誘電体層及び前記第二誘電体層は平面視で前記圧電基板と同じ形状であることを特徴とする。
【００１６】
本発明は上記構成により、きわめて小型化された平衡型ＳＡＷ装置となり、また誘電体層上に平衡−不平衡変換回路をフォトリソグラフィ法等で薄く形成できるので、誘電体層間で電磁結合するストリップラインの間隔が小さくなり、その結果挿入損失が非常に小さくなる。
【００１７】
また本発明は、好ましくは、前記渦巻状線路ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２の厚さが０．２〜１０μｍである。
【００１８】
このような構成により、渦巻状線路ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２の電気抵抗の増大が抑制され、挿入損失の劣化を防止できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明のＳＡＷ装置について以下に説明する。図１（ａ）は本発明のＳＡＷ装置Ｓの内部透視上面図、（ｂ）は底面図、（ｃ）は（ａ）で左方より見た場合の内部透視左側面図、（ｄ）は（ａ）で右方より見た場合の内部透視右側面図である。同図において、１はＳＡＷ素子、２はバラン回路、３は金属，プラスチック等からなる保護カバー、４は紫外線硬化型樹脂，熱硬化型樹脂，塗布後経時硬化する樹脂等からなる封止樹脂、１１はＳＡＷ共振子、１１ａはＩＤＴ電極、１１ｂは反射器、１２はＳＡＷ共振子１１間を接続したり外部と接続するための電極パターン、１３ａ，１３ｂはＳＡＷ共振子１１とバラン回路２を接続する電極パターン、１４ａ，１４ｂはＳＡＷ共振子１１と電極１５とを接続する電極パターン、１５は圧電基板下面に形成された電極を示す。前記ＳＡＷ素子１は、ＬｉＮｂＯ₃，ＬｉＴａＯ₃等からなる圧電基板の一主面にＡｌ，Ａｌ−Ｃｕ合金等の金属薄膜からなる少なくとも一対のＩＤＴ電極及び反射器により構成される。
【００２０】
また、バラン回路２はＳＡＷ素子１用の圧電基板の下面に設けてあり、各厚さ３０μｍ以下の誘電体層２１，２２，２３を積層させ、その誘電体層２１，２２，２３の主面にＡｌ，Ａｌ−Ｃｕ合金等からなる金属薄膜を所定のパターンに形成してなる。各誘電体層２１，２２，２３の厚さが３０μｍを超えると、ＳＡＷ装置Ｓの挿入損失が大きくなり実用に供することができなくなる。好ましくは、各誘電体層２１，２２，２３の厚さは０．５μｍ以上が良く、０．５μｍ未満では各誘電体層２１，２２，２３をレジスト塗布により形成する際に、各誘電体層２１，２２，２３にポアが発生し均一な塗布膜が形成できなくなる。
【００２１】
そして、保護カバー３は、圧電基板上に設けられたＩＤＴ電極及び反射器による振動空間の確保を目的に、断面が凹形状の保護カバー３内にＩＤＴ電極等が内包されるよう周囲を面接合してある。保護カバー３としては断面が凹形状の感光性の有機樹脂フィルムを用い、先ず保護カバー３をＳＡＷ素子１のＩＤＴ電極等の形成面に被せその側璧部を硬化させ接着させる。その後、保護カバー３上面を硬化してできあがる。封止樹脂４は、塗布後所定時間経過すると硬化する液状のモールド樹脂（住友ベークライト株式会社製商品名「ＣＲＰシリーズ」）等が用いられる。
【００２２】
上記の如く構成したことにより、圧電基板の下面に外部取出し用の電極を形成することでＳＡＷ素子１載置用筐体を不要としたこと、及びＳＡＷ素子１表面に保護カバー３を設けその上から樹脂で封止したことにより、信頼性が高くかつＳＡＷ素子１サイズとほば同じ大きさのＳＡＷ装置Ｓを提供できる。
【００２３】
図２は、バラン回路２用の各誘電体層の平面図及び断面図である。同図（ａ）は圧電基板の下面側から一層目の誘電体層２１の平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図、（ｃ）は二層目であって連続したストリップラインで対称的に形成された二つの渦巻状線路ａ１，ａ２を主面上に設けた第一誘電体層２２の平面図、（ｄ）は（ｃ）のＢ−Ｂ線における断面図、（ｅ）は渦巻状線路ａ１に対応し且つ電磁結合する渦巻状線路ｂ１と渦巻状線路ａ２に対応し且つ電磁結合する渦巻状線路ｂ２を主面上に設けた第二誘電体層２３の平面図、（ｆ）は（ｅ）のＣ−Ｃ線における断面図である。
【００２４】
誘電体層２１に形成された電極２１ａの一方の端部は圧電基板側面の電極を通してＳＡＷ素子１に接続され、他方の端部は誘電体層２１に形成されたスルーホールを通して第一誘電体層２２の渦巻状線路ａ１の端部と接続している。もう１つの電極２１ｂはＳＡＷ装置Ｓのグランド電極へ接続される。
【００２５】
第一誘電体層２２はバラン回路２の２層目であり、渦巻状線路ａ１，ａ２はインダクタ成分を持つように螺旋型やミアンダ型等の形状で形成する。渦巻状線路ａ１側の端部は第一誘電体層２２に形成されたスルーホールを通して、誘電体層２１の電極２１ａと接続している。また、渦巻状線路ａ２側の端部は、第一誘電体層２２上で終端している。
【００２６】
第二誘電体層２３はバラン回路２の３層目であり、渦巻状線路ｂ１，ｂ２はインダクタ成分を持つように螺旋型やミアンダ型等の形状で形成する。渦巻状線路ｂ１の一方の端部は第二誘電体層２３に形成されたスルーホールを通してＳＡＷ装置Ｓのグランド電極と接続し、他方の端部はＳＡＷ装置Ｓの出力電極へ接続されている。渦巻状線路ｂ２も同様の接続構造である。
【００２７】
誘電体層２１、第一誘電体層２２、第二誘電体層２３の各層とも、紫外線等の光照射により硬化又は溶解する感光性樹脂からなるレジストから構成される。そして、電極の形成は、フォトリソグラフィ法、蒸着法，スパッタリング法等の金属薄膜形成法、リフトオフ法等により行う。
【００２８】
上記のような構成により、ＳＡＷ装置Ｓに入力した不平衡信号はＳＡＷ素子１、バラン回路２を通過し、平衡信号に変換され出力する。
【００２９】
前記渦巻状線路ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２の厚さは０．２〜１０μｍが良く、０．２μｍ未満では積層された誘電体層上の線路間を積層方向で結合させるスルーホール部に段差が生じ、導通接続が困難となり接続抵抗が増大し、そのため挿入損失が劣化する。１０μｍを超えると、誘電体層用のレジストを均一に塗布することが困難となり、スルーホール部に段差が生じ接続抵抗が増大し、そのため挿入損失が劣化する。
【００３０】
更に、図３〜図５は本発明のＳＡＷ装置Ｓの応用例であり、パッケージングを種々に変形させた実施形態である。図３（ａ）はＳＡＷ装置Ｓ１の内部透視上面図、（ｂ）は底面図、（ｃ）は内部透視左側面図、（ｄ）は内部透視右側面図である。同図において、３１はＳＡＷ素子、３２はバラン回路、３３はキャップ、３４はＳＡＷ共振子、３４ａはＩＤＴ電極、３４ｂは反射器、３５はＳＡＷ共振子３４間を接続したり外部と接続するための電極パターン、３６ａ，３６ｂはＳＡＷ共振子３４とバラン回路３２を接続する電極パターン、３７ａ，３７ｂはＳＡＷ共振子３４と電極３８とを接続する電極パターン、３８は圧電基板下面に形成された電極である。ＳＡＷ素子３１は圧電基板の上面にＩＤＴ電極等の電極を形成し、その電極形成面上に樹脂封止によりキャップ３３を被せている。バラン回路３２は図１及び図２と同様である。
【００３１】
上記の如く構成したことにより、圧電基板の下面に外部取出し用の電極を形成することでＳＡＷ素子３１載置用筐体を不要としたこと、及びＳＡＷ素子３１上にキャップ３３を設け封止したことにより、信頼性が高くかつＳＡＷ素子１サイズとほば同じ大きさのＳＡＷ装置Ｓ１を提供できる。また、この実施形態では、キャップ３３により振動空間が比較的大きく確保できるため、蓋体であるキャップ３３のＳＡＷ素子１への接触による性能劣化の心配が全くない。また、キャップ３３は比較的取り外しが容易であり、更にＡｌ等の金属でキャップ３３を作製することでシールド効果を付与できる。
【００３２】
図４は他の実施形態を示し、（ａ）はＳＡＷ装置Ｓ２の内部透視上面図、（ｂ）は底面図、（ｃ）は内部透視左側面図、（ｄ）は内部透視右側面図である。同図において、４１はＳＡＷ素子、４２はバラン回路、４３は保護膜、４４はＳＡＷ共振子、４４ａはＩＤＴ電極、４４ｂは反射器、４５はＳＡＷ共振子４４間を接続したり外部と接続するための電極パターン、４７ａ，４７ｂはＳＡＷ共振子４４とバラン回路４２を接続する電極パターン、４８ａ，４８ｂはＳＡＷ共振子４４と電極４６とを接続する電極パターン、４６は圧電基板下面に形成された電極である。ＳＡＷ素子４１は圧電基板上面にＩＤＴ電極等の電極を形成し、その電極形成面にＳｉＯ₂等の誘電体薄膜やＳｉ等の高電気抵抗薄膜からなる保護膜４３を被覆することにより、電極が大気に触れない構成とし、電極の酸化及び水分による劣化を防止している。バラン回路４２は図１及び図２と同様である。
【００３３】
上記の如く構成したことにより、圧電基板の下面に外部取出し用の電極を形成することでＳＡＷ素子４１載置用筐体を不要としたこと、及びＳＡＷ素子４１上に保護膜４３を被覆したことにより、信頼性が高くかつＳＡＷ素子４１サイズとほば同じ大きさのＳＡＷ装置Ｓ２を提供できる。また、この実施形態では、きわめて小型のＳＡＷ装置Ｓ２となると共に、保護膜４３により電極が大気に触れないため、電極の酸化及び水分による劣化が防止され、長寿命なものとなる。
【００３４】
図５は他の実施形態を示し、（ａ）はＳＡＷ装置Ｓ３の内部透視上面図、（ｂ）は底面図、（ｃ）は内部透視左側面図、（ｄ）は内部透視右側面図である。同図において、５１はＳＡＷ素子、５２はバラン回路、５３は筐体の蓋体、５４は筐体の底板、５５はＳＡＷ共振子、５５ａはＩＤＴ電極、５５ｂは反射器、５６はＳＡＷ共振子５５間を接続したり外部と接続するための電極パターン、５８ａ，５８ｂはＳＡＷ共振子５５とバラン回路５２を接続する電極パターン、５９ａ，５９ｂはＳＡＷ共振子５５と電極５７とを接続する電極パターン、５７は圧電基板下面に形成された電極である。ＳＡＷ素子５１は圧電基板の上面にＩＤＴ電極等の電極を形成し、セラミックスからなる底板５４上に載置固定される。バラン回路５２は図１及び図２と同様の構成である。
【００３５】
上記の如く構成したことにより、圧電基板下面に外部取出し用の電極を形成することで、筐体にワイヤーボンディングパッドを形成するのを不要とし、これにより、信頼性が高くＳＡＷ素子５１サイズとほば同じ大きさのＳＡＷ装置Ｓ３を提供できる。また、筐体内に窒素ガス等を封入して密閉することにより、酸化等の劣化がなく長寿命なものとなる。
【００３６】
本発明のＳＡＷ共振子は、ＩＤＴ電極がＡｌ又はＡｌ−Ｃｕ系，Ａｌ−Ｔｉ系等のＡｌ合金からなるのが良く、特にＡｌが励振効率が高く、材料コストが低いため好ましい。また、ＩＤＴ電極は蒸着法、スパッタリング法又はＣＶＤ法等の薄膜形成法により形成する。
【００３７】
そして、ＩＤＴ電極の電極指の対数は５０〜２００程度、電極指の線幅は０．１〜１０．０μｍ程度、電極指の間隔は０．１〜１０．０μｍ程度、電極指の開口幅（交差幅）は１０〜１００μｍ程度、ＩＤＴ電極の厚みは０．２〜０．４μｍ程度とすることが、ＳＡＷ共振子あるいはＳＡＷフィルタとしての所期の特性を得るうえで好適である。
【００３８】
圧電基板としては、３６°±１０°Ｙカット−Ｘ伝搬のＬｉＴａＯ₃単結晶、６４°Ｙカット−Ｘ伝搬のＬｉＮｂＯ₃単結晶、４５°Ｘカット−Ｚ伝搬のＬｉＢ₄Ｏ₇単結晶等が、電気機械結合係数が大きく且つ群遅延時間温度係数が小さいため好ましく、特に電気機械結合係数の大きな３６°±１０°Ｙカット−Ｘ伝搬のＬｉＴａＯ₃単結晶が良い。また、結晶Ｙ軸方向におけるカット角は３６°±１０°の範囲内であれば良く、その場合十分な圧電特性が得られる。圧電基板の厚みは０．１〜０．５ｍｍ程度がよく、０．１ｍｍ未満では圧電基板が脆くなり、０．５ｍｍ超では材料コストが大きくなる。
【００３９】
かくして、本発明はＳＡＷ装置に平衡型の機能を付与し、かつ外形寸法が内蔵するＳＡＷ素子とほば等しく、また挿入損失が小さいものとなるという作用効果を有する。
【００４０】
尚、本発明は上記の実施形態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内で種々の変更は何等差し支えない。
【００４１】
【実施例】
本発明の実施例について以下に説明する。
【００４２】
（実施例）
図１及び図２のＳＡＷ装置Ｓ及びバラン回路２を以下の工程〔１〕〜〔12〕により作製した。
【００４３】
〔１〕４２°Ｙカット−Ｘ伝搬のＬｉＴａＯ₃単結晶からなる圧電基板全面に、スパッタリング法によりＡｌ−Ｃｕを形成した。その後、縮小投影露光装置を用い、紫外線（ｉ線）を照射するフォトリソグラフィ法により、ＬｉＴａＯ₃単結晶の主面（ＳＡＷの伝搬方向である■軸方向に沿った面）に、レジストのポジパターンを形成した。その後、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）装置により不要なＡｌ−Ｃｕをエッチング除去し、レジスト剥離液中で不要なレジストを剥離し、ＩＤＴ電極等の微細な回路パターンを形成した。
【００４４】
〔２〕電子ビーム蒸着機によりＩＤＴ電極の保護膜であるＳｉ膜を圧電基板全面に形成した。
【００４５】
〔３〕感光性の有機樹脂フィルムを圧電基板のＩＤＴ電極等形成面上に貼り付けた後、枠状にパターニングを行い保護カバー３側壁部を形成し、その後更にその上に感光性の有機樹脂フィルムを貼り付け、パターニングにより保護カバー３上面部を形成した。
【００４６】
〔４〕圧電基板の下面に、誘電体層２１の電極形成用のレジストのネガパターンを形成した。そのネガパターン上にスパッタリング法でＡｕを成膜した。その後、レジスト剥離液中で不要なＡｕをリフトオフし電極２１ａ，２１ｂを形成した。
【００４７】
〔５〕フォトリソグラフィ法により、電極２１ａ端部と第一誘電体層２２の渦巻状線路ａ１端部を接続するためのスルーホールを形成する箇所に、レジストパターンを形成した。その後、スパッタリング法によりＳｉＯ₂薄膜を形成し、レジスト剥離液中で不要なＳｉＯ₂薄膜をリフトオフし、誘電体層２１及びスルーホールを形成した。
【００４８】
〔６〕第一誘電体層２２の渦巻状線路ａ１，ａ２形成用のレジストのネガパターンを形成した。次いで、前記ネガパターン上にスパッタリング法によりＡｕを形成した。その後、レジスト剥離液中で不要なＡｕをリフトオフし、スルーホール用電極及び渦巻状線路ａ１，ａ２を形成した。
【００４９】
〔７〕フォトリソグラフィ法により、第一誘電体層２２の渦巻状線路ａ１と第二誘電体層２３の渦巻状線路ｂ１とを接続するためのスルーホールを形成する箇所に、レジストパターンを形成した。その後、スパッタリング法によりＳｉＯ₂薄膜を形成し、レジスト剥離液中で不要なＳｉＯ₂薄膜をリフトオフし、第一誘電体層２２及びスルーホールを形成した。
【００５０】
〔８〕第二誘電体層２３の渦巻状線路ｂ１，ｂ２形成用のレジストのネガパターンを形成した。次いで、前記ネガパターン上にスパッタリング法でＡｕを形成し、レジスト剥離液中で不要なＡｕをリフトオフし、スルーホール形成用の電極及び渦巻状線路ｂ１，ｂ２を形成した。
【００５１】
〔９〕フォトリソグラフィ法により、第二誘電体層２３の渦巻状線路ｂ１，ｂ２とＳＡＷ装置Ｓ底面の電極を接続するためのスルーホールを形成する箇所に、レジストパターンを形成した。その後、スパッタリング法によりＳｉＯ₂薄膜を形成し、レジスト剥離液中で不要なＳｉＯ₂薄膜をリフトオフし、第二誘電体層２３及びスルーホールを形成した。
【００５２】
〔10〕ＳＡＷ装置Ｓ底面の入出力電極及びグランド電極用のレジストのネガパターンを形成した。次いで、前記ネガパターン上にスパッタリング法によりＡｕを形成し、レジスト剥離液中で不要なＡｕをリフトオフし、スルーホール用電極及び底面の入出力電極及びグランド電極を形成した。
【００５３】
〔11〕封止樹脂４として、塗布後時間経過すると硬化する液状のモールド樹脂（住友ベークライト株式会社製商品名「ＣＲＰシリーズ」）を、保護カバー３上に塗布し硬化させた。
【００５４】
〔12〕ダイシング法により圧電基板を切断し、個々のＳＡＷ装置Ｓを切り出した。切り出したＳＡＷ装置Ｓを一まとめにし、それらの集合体の側面にメタルマスクを用いて、圧電基板の上面に形成された電極と下面に形成された入出力電極及びグランド電極とを接続するための電極を形成し、フィルタ用のＳＡＷ装置Ｓの作製を終了した。
【００５５】
上記誘電体層２１，第一誘電体層２２，第二誘電体層２３の各厚さは１０μｍであり、このＳＡＷ装置Ｓをマルチポートのネットワークアナライザに接続し、挿入損失の周波数特性を測定した。その結果、図８（ａ）に示すように、中心周波数１８４０ＭＨｚで規格化した規格化周波数に対し、通過帯域が４．３％（８０ＭＨｚ）と広くかつ平衡型の特性を示した。また、挿入損失は３．５ｄＢとなり、従来の４．５ｄＢよりも格段に向上した。
【００５６】
尚（ｂ）は、平衡信号である２つの信号の位相を示すグラフであり、平衡度が良好な位相差１８０°を通過帯域内で保持している。
【００５７】
更に、誘電体層２１，第一誘電体層２２，第二誘電体層２３の各厚さを種々に変化させた場合の挿入損失のグラフを図１０に示す。同図に示すように、厚さ３０μｍ超で挿入損失が大きく低下した。
【００５８】
【発明の効果】
本発明は、圧電基板の下面に直接に、連続したストリップラインで対称的に形成された二つの渦巻状線路ａ１，ａ２を主面上に設けた厚さ３０μｍ以下の第一誘電体層と、渦巻状線路ａ１に対応し且つ電磁結合する渦巻状線路ｂ１と渦巻状線路ａ２に対応し且つ電磁結合する渦巻状線路ｂ２を主面上に設けた厚さ３０μｍ以下の第二誘電体層とを積層させ、平衡−不平衡変換機能を付与して成り、第一誘電体層及び第二誘電体層は平面視で圧電基板と同じ形状であることにより、ＳＡＷ装置に平衡型の機能を付与し、かつ外形寸法が内蔵するＳＡＷ素子とほば等しく、また挿入損失が小さくなるという作用効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＳＡＷ装置Ｓを示し、（ａ）はＳＡＷ装置Ｓの内部透視上面図、（ｂ）は底面図、（ｃ）は（ａ）で左方より見た場合の内部透視左側面図、（ｄ）は（ａ）で右方より見た場合の内部透視右側面図である。
【図２】本発明のバラン回路を示し、（ａ）は圧電基板の下面側から一層目の誘電体層２１の平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図、（ｃ）は二層目であって渦巻状線路ａ１，ａ２を主面上に設けた第一誘電体層２２の平面図、（ｄ）は（ｃ）のＢ−Ｂ線における断面図、（ｅ）は渦巻状線路ｂ１，渦巻状線路ｂ２を主面上に設けた第二誘電体層２３の平面図、（ｆ）は（ｅ）のＣ−Ｃ線における断面図である。
【図３】本発明のＳＡＷ装置Ｓの他の実施形態であり、（ａ）はＳＡＷ装置Ｓ１の内部透視上面図、（ｂ）は底面図、（ｃ）は内部透視左側面図、（ｄ）は内部透視右側面図である。
【図４】本発明のＳＡＷ装置Ｓの他の実施形態であり、（ａ）はＳＡＷ装置Ｓ２の内部透視上面図、（ｂ）は底面図、（ｃ）は内部透視左側面図、（ｄ）は内部透視右側面図である。
【図５】本発明のＳＡＷ装置Ｓの他の実施形態であり、（ａ）はＳＡＷ装置Ｓ３の内部透視上面図、（ｂ）は底面図、（ｃ）は内部透視左側面図、（ｄ）は内部透視右側面図である。
【図６】従来の平衡型ＳＡＷ共振子の基本構成の平面図である。
【図７】従来のフェースダウン実装方式のＳＡＷフィルタＦを示し、（ａ）はその側断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。
【図８】本発明のＳＡＷ装置Ｓの特性を示すグラフであり、（ａ）は規格化周波数に対する減衰量特性のグラフ、（ｂ）は規格化周波数に対する位相特性のグラフである。
【図９】従来のバラン回路を有するＳＡＷフィルタの等価回路図である。
【図１０】誘電体層の厚さと挿入損失との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１：ＳＡＷ素子
２：バラン回路
３：保護カバー
４：封止樹脂
２１：誘電体層
２２：第一誘電体層
２３：第二誘電体層

Claims

圧電基板の上面に少なくとも一対の櫛歯状電極を有する弾性表面波装置であって、圧電基板の下面に直接に、連続したストリップラインで対称的に形成された二つの渦巻状線路ａ１，ａ２を主面上に設けた厚さ３０μｍ以下の第一誘電体層と、渦巻状線路ａ１に対応し且つ電磁結合する渦巻状線路ｂ１と渦巻状線路ａ２に対応し且つ電磁結合する渦巻状線路ｂ２を主面上に設けた厚さ３０μｍ以下の第二誘電体層とを積層させ、平衡−不平衡変換機能を付与して成り、前記第一誘電体層及び前記第二誘電体層は平面視で前記圧電基板と同じ形状であることを特徴とする弾性表面波装置。
前記渦巻状線路ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２の厚さが０．２〜１０μｍである請求項１記載の弾性表面波装置。