JP5549792B1 - 弾性波装置 - Google Patents
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Abstract
優れた温度サイクル耐性を有する弾性波装置を提供する。
弾性波装置１は、第１の弾性波素子１０と、第２の弾性波素子２０と、第１の基板４１とを備える。第１の弾性波素子１０は、第１の圧電基板１１を有する。第２の弾性波素子２０は、第２の圧電基板２１を有する。第２の圧電基板２１は、第１の圧電基板１１に積層されている。第２の圧電基板２１の線膨張係数は、第１の圧電基板１１の線膨張係数よりも大きい。第１の基板４１は、第２の圧電基板２１に接合されている。第１の基板４１の線膨張係数は、第２の圧電基板２１の線膨張係数よりも小さい。
弾性波装置１は、第１の弾性波素子１０と、第２の弾性波素子２０と、第１の基板４１とを備える。第１の弾性波素子１０は、第１の圧電基板１１を有する。第２の弾性波素子２０は、第２の圧電基板２１を有する。第２の圧電基板２１は、第１の圧電基板１１に積層されている。第２の圧電基板２１の線膨張係数は、第１の圧電基板１１の線膨張係数よりも大きい。第１の基板４１は、第２の圧電基板２１に接合されている。第１の基板４１の線膨張係数は、第２の圧電基板２１の線膨張係数よりも小さい。
Description
本発明は、弾性波装置に関する。
従来、例えば弾性表面波を利用した弾性波装置がフィルタ装置などに広く用いられている。例えば特許文献１には、複数の弾性波素子が接合されて一体化された弾性波装置が記載されている。
複数の弾性波素子が接合されて一体化された弾性波装置は、温度サイクル耐性が低い場合があるという問題を有する。
本発明の主な目的は、優れた温度サイクル耐性を有する弾性波装置を提供することである。
本発明に係る弾性波装置は、第１の弾性波素子と、第２の弾性波素子と、第１の基板とを備える。第１の弾性波素子は、第１の圧電基板を有する。第２の弾性波素子は、第２の圧電基板を有する。第２の圧電基板は、第１の圧電基板に積層されている。第２の圧電基板の線膨張係数は、第１の圧電基板の線膨張係数よりも大きい。第１の基板は、第２の圧電基板に接合されている。第１の基板の線膨張係数は、第２の圧電基板の線膨張係数よりも小さい。
本発明に係る弾性波装置のある特定の局面では、第１の基板が第１の圧電基板と同じ組成を有する。
本発明に係る弾性波装置の別の特定の局面では、弾性波装置は、第２の基板をさらに備える。第２の基板は、第２の圧電基板に接合されている。第１及び第２の基板のそれぞれは、第１の圧電基板よりも小さな線膨張係数を有する。
本発明に係る弾性波装置の他の特定の局面では、第１の基板と第２の基板とが同じ組成を有する。
本発明に係る弾性波装置のさらに他の特定の局面では、第１及び第２の基板が、サファイア、シリコンまたはガラスからなる。
本発明に係る弾性波装置のさらに別の特定の局面では、第１の圧電基板と第２の圧電基板とでは、組成及びカット角の少なくとも一方が異なる。
本発明に係る弾性波装置のまた他の特定の局面では、第１の弾性波素子は、第１のＩＤＴ電極をさらに有する。第１のＩＤＴ電極は、第１の圧電基板の上に設けられている。第２の弾性波素子は、第２のＩＤＴ電極をさらに有する。第２のＩＤＴ電極は、第２の圧電基板の上に設けられている。
本発明によれば、優れた温度サイクル耐性を有する弾性波装置を提供することができる。
以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。
また、実施形態等において参照する各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照することとする。また、実施形態等において参照する図面は、模式的に記載されたものである。図面に描画された物体の寸法の比率などは、現実の物体の寸法の比率などとは異なる場合がある。図面相互間においても、物体の寸法比率等が異なる場合がある。具体的な物体の寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る弾性波装置の略図的断面図である。図１に示されるように、弾性波装置１は、第１の弾性波素子１０と、第２の弾性波素子２０とを備える。第１の弾性波素子１０は、第１の圧電基板１１と、第１の圧電基板１１の一方主面１１ａ上に配置された第1のＩＤＴ電極１２とを有する。一方、第２の弾性波素子２０は、第２の圧電基板２１と、第２の圧電基板２１の一方主面２１ａ上に配置された第２のＩＤＴ電極２２とを有する。第２の圧電基板２１の主面２１ａは、第１の圧電基板１１の主面１１ａと対向している。平面視したとき、第１及び第２の圧電基板１１，２１の主面１１ａ，２１ａが重なるように、第１，第２の圧電基板１１，２１が接合されている。振動可能な空間を設けるために、第１及び第２の圧電基板１１，２１の主面１１ａ，２１ａ上に突部または溝部を設けてもよい。第１及び第２のＩＤＴ電極１２，２２は、例えば、Ａｌ，Ｐｔ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ｐｄやそれらの金属の少なくとも一種を含む合金によりスパッタなどの公知な工法により構成することができる。第１及び第２の圧電基板１１，２１は、例えば、ＬｉＮｂＯ３やＬｉＴａＯ３の材料により構成することができる。本実施形態では、第１の圧電基板１１と第２の圧電基板２１とで組成及びカット角の少なくとも一方が異なる。第１の圧電基板１１の線膨張係数よりも第２の圧電基板２１の線膨張係数の方が大きい。
図１は、第１の実施形態に係る弾性波装置の略図的断面図である。図１に示されるように、弾性波装置１は、第１の弾性波素子１０と、第２の弾性波素子２０とを備える。第１の弾性波素子１０は、第１の圧電基板１１と、第１の圧電基板１１の一方主面１１ａ上に配置された第1のＩＤＴ電極１２とを有する。一方、第２の弾性波素子２０は、第２の圧電基板２１と、第２の圧電基板２１の一方主面２１ａ上に配置された第２のＩＤＴ電極２２とを有する。第２の圧電基板２１の主面２１ａは、第１の圧電基板１１の主面１１ａと対向している。平面視したとき、第１及び第２の圧電基板１１，２１の主面１１ａ，２１ａが重なるように、第１，第２の圧電基板１１，２１が接合されている。振動可能な空間を設けるために、第１及び第２の圧電基板１１，２１の主面１１ａ，２１ａ上に突部または溝部を設けてもよい。第１及び第２のＩＤＴ電極１２，２２は、例えば、Ａｌ，Ｐｔ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ｐｄやそれらの金属の少なくとも一種を含む合金によりスパッタなどの公知な工法により構成することができる。第１及び第２の圧電基板１１，２１は、例えば、ＬｉＮｂＯ３やＬｉＴａＯ３の材料により構成することができる。本実施形態では、第１の圧電基板１１と第２の圧電基板２１とで組成及びカット角の少なくとも一方が異なる。第１の圧電基板１１の線膨張係数よりも第２の圧電基板２１の線膨張係数の方が大きい。
弾性波装置１は、第１及び第２の弾性波素子１０，２０のうちの一方が送信フィルタを構成しており、他方が受信フィルタを構成しているデュプレクサである。
なお、本発明においては、第１及び第２の弾性波素子１０，２０のいずれもが送信フィルタあるいは受信フィルタであってもよい。
第１の弾性波素子１０は、第２の弾性波素子２０主面上に積層されている。第２の圧電基板２１は第１の圧電基板１１と対向するように、第１の圧電基板１１の主面上に配置されている。第１の圧電基板１１と第２の圧電基板２１とは、接合層３０によって、相互に間隔をおいて接合されている。それによって、第１及び第２のＩＤＴ電極１２，２２が振動可能な空間が設けられている。接合層３０は、例えば、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、酢酸ビニール系樹脂、ポリイミド系樹脂などの樹脂により構成することができる。
上述のように、第１の圧電基板１１の線膨張係数よりも第２の圧電基板２１の線膨張係数の方が大きい。このため、第１の圧電基板１１と第２の圧電基板２１との線膨張係数の違いにより発生する応力により温度サイクル耐性が低くなるおそれがある。ここで、弾性波装置１では、第２の圧電基板２１に、第２の圧電基板２１よりも線膨張係数が小さな第１の基板４１が接合されている。線膨張係数が小さな材料としては、Ｓｉ、ＳｉＯ２（溶融石英）、Ａｌ２Ｏ３、Ｓｉ３Ｎ４、またはＡｌＮなどを用いることができる。このため、第１の弾性波素子１０と第２の弾性波素子２０との線膨張係数の差が小さくされている。よって、優れた温度サイクル耐性が実現されている。
さらに、弾性波装置１では、第１の基板４１に加えて、第２の基板４２が設けられている。第２の基板４２は、第１の圧電基板１１に接合されている。第１及び第２の基板４１，４２は、それぞれ、第１の圧電基板１１よりも小さな線膨張係数を有する。このため、第１の弾性波素子１０と第２の弾性波素子２０との線膨張係数の差がより小さく、かつ、第１の弾性波素子１０の線膨張係数と第２の弾性波素子２０の線膨張係数とも小さくされている。よって、より優れた温度サイクル耐性が実現されている。また、温度サイクル耐性を高めるためには、第２の圧電基板と第1の基板との線膨張係数の差が、第１の圧電基板と第２の基板との線膨張係数の差と等しいことが好ましい。それによって、温度サイクルによる熱膨張の変化の差を小さくすることができる。
さらに優れた温度サイクル耐性を実現する観点からは、第１及び第２の基板４１，４２は、同じ組成を有することが好ましい。
第１及び第２の基板４１，４２は、線膨張係数が小さく、放熱性に優れた材料により構成されていることが好ましい。第１及び第２の基板４１，４２は、例えば、サファイア、シリコンまたはガラスにより構成することができる。
なお、第１の基板４１と第２の圧電基板２１との接合、第２の基板４２と第１の圧電基板１１との接合は、例えば、陽極接合、共晶接合、接着剤接合、フュージョン接合、熱圧着接合などにより行うことができる。
以下、本発明の好ましい実施形態の他の例について説明する。以下の説明において、上記第１の実施形態と実質的に共通の機能を有する部材を共通の符号で参照し、説明を省略する。
（第２の実施形態）
図２は、第２の実施形態に係る弾性波装置の略図的断面図である。
図２は、第２の実施形態に係る弾性波装置の略図的断面図である。
第１の実施形態に係る弾性波装置１では、第２の圧電基板２１に第１の基板４１を接合すると共に、第１の圧電基板１１に第２の基板４２を接合する例について説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。
例えば、図２に示される弾性波装置２のように、第１の基板４１を設け、第２の基板４２を設けなくてもよい。この場合であっても同様に、線膨張係数の差を小さくできるため、優れた温度サイクル耐性を実現することができる。
なお、この場合は、第１の基板４１は、サファイア、シリコンまたはガラスにより構成されていてもよいし、第１の圧電基板１１と同じ組成を有していてもよい。
１，２…弾性波装置
１０…第１の弾性波素子
１１…第１の圧電基板
１２…ＩＤＴ電極
２０…第２の弾性波素子
２１…第２の圧電基板
２２…第２のＩＤＴ電極
３０…接合層
４１…第１の基板
４２…第２の基板
１０…第１の弾性波素子
１１…第１の圧電基板
１２…ＩＤＴ電極
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２１…第２の圧電基板
２２…第２のＩＤＴ電極
３０…接合層
４１…第１の基板
４２…第２の基板
Claims (7)
- 第１の圧電基板を有する第１の弾性波素子と、
前記第１の圧電基板に積層されており、前記第１の圧電基板よりも線膨張係数が大きな第２の圧電基板を有する第２の弾性波素子と、
前記第２の圧電基板に接合されており、前記第２の圧電基板よりも線膨張係数が小さな第１の基板と、
を備える、弾性波装置。 - 前記第１の基板が前記第１の圧電基板と同じ組成を有する、請求項１に記載の弾性波装置。
- 前記第２の圧電基板に接合された第２の基板をさらに備え、
前記第１及び第２の基板のそれぞれは、前記第１の圧電基板よりも小さな線膨張係数を有する、請求項１に記載の弾性波装置。 - 前記第１の基板と前記第２の基板とが同じ組成を有する、請求項３に記載の弾性波装置。
- 前記第１及び第２の基板が、サファイア、シリコンまたはガラスからなる、請求項３または４に記載の弾性波装置。
- 前記第１の圧電基板と前記第２の圧電基板とでは、組成及びカット角の少なくとも一方が異なる、請求項１〜５のいずれか一項に記載の弾性波装置。
- 前記第１の弾性波素子は、前記第１の圧電基板の上に設けられた第１のＩＤＴ電極をさらに有し、
前記第２の弾性波素子は、前記第２の圧電基板の上に設けられた第２のＩＤＴ電極をさらに有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の弾性波装置。
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