專利名稱：表面波裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是涉及一種例如作為諧振件和帶通濾波器使用的表面波裝置，更詳細地講，是涉及一種具有多段結(jié)構(gòu)的表面波裝置。
表面波裝置101具有壓電基板102。在壓電基板102上，設(shè)有縱向結(jié)合型的第1表面波濾波元件103及縱向結(jié)合型的第2表面波濾波元件104。表面波濾波元件103、104，通過段間連接部105進行電連接。構(gòu)成表面波濾波元件103、104的叉指式換能器、反射器以及段間連接部105，由Al等金屬材料構(gòu)成。
但是，如表面波裝置101那樣，通過連接多個表面波元件而呈多段結(jié)構(gòu)的表面波裝置，存在被表面波元件所激勵的表面波泄漏、并傳至其他表面波元件使特性變壞的問題。即，由于上述表面波泄漏，故例如帶寬外衰減量變小，不能得到由多段結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的效果。
作為解決這樣的問題，在下述的專利文獻1中公開了一種在多模表面波濾波器之間配置有吸音材料的表面波裝置。另外，在下述的專利文獻2中也公開了一種在多段的橫向結(jié)合的多模表面波濾波器之間形成有表面波吸收能高的樹脂圖形的表面波裝置。而且，在下述的專利文獻3中也公開了一種在相鄰接的表面波濾波元件之間涂上吸音材料的表面波裝置。
而另一方面，在下述的專利文獻4中公開了一種縱向連接著多個表面波元件的彈性表面波裝置。其中，在壓電基板表面上形成槽，可通過槽進行吸收或散射表面波。
專利文獻1實開昭63-12930號公報專利文獻2特開平10-190404號公報專利文獻3特開平7-66678號公報專利文獻4特開平5-102783號公報在上述的將吸音材料或樹脂圖形等配置在表面波元件之間的結(jié)構(gòu)中，必須有配置吸音材料等的空間。從而，不得不增大表面波裝置的尺寸。另外，也需要吸音材料等額外材料，且必須實施涂上吸音材料等工序。從而，存在降低生產(chǎn)率，提高成本的問題。
而另一方面，如上述專利文獻4那樣，在相鄰接的表面波元件之間、在壓電基板上形成槽的結(jié)構(gòu)中，因必須形成槽而不得不增大表面波裝置的尺寸。再加上在形成槽的時候，也會在壓電基板上產(chǎn)生裂痕或碎片。并且，由于必須實施形成槽的工序，故也會產(chǎn)生生產(chǎn)工序繁瑣，且良品率下降的問題。
本發(fā)明的表面波裝置，具有，表面波基板、形成在上述表面波基板上的多個表面波元件、為了通過上述多個表面波元件實現(xiàn)多段結(jié)構(gòu)而對上述多個表面波元件進行電連接的1個或2個以上的段間連接部，其特征在于在至少1個上述段間連接部的內(nèi)部設(shè)置自由表面部分。在與構(gòu)成自由表面部分和段間連接部的電極膜的交界處，反射及散射從表面波元件傳來的振動。從而，抑制因從表面波元件向相鄰接的表面波元件傳播的表面波而產(chǎn)生的特性變壞。
上述自由表面部分，可由多種方式構(gòu)成。在本發(fā)明的一指定方案中，上述自由表面部分由被形成在上述段間連接部上的貫通孔內(nèi)的區(qū)域構(gòu)成。貫通孔的形狀不進行特別限定，但在本發(fā)明的一指定方案中，上述貫通孔是具有長度方向的縫隙。
另外，使用具有長度方向的縫隙來構(gòu)成自由表面部分的情況，縫隙的方向不特別地進行限定，但在本發(fā)明的一指定方案中，上述縫隙，沿與在連接著設(shè)有該縫隙的段間連接部的表面波元件上進行傳播的表面波的傳播方向相平行的方向進行設(shè)置；在另一指定方案中，沿與該傳播方向相交叉的方向進行設(shè)置。另外，在本發(fā)明的再一指定方案中，上述縫隙，沿與上述表面波的傳播方向相垂直的方向進行配置。
在本發(fā)明的再一指定方案中，上述縫隙設(shè)置有多條。
另外，在本發(fā)明的其他指定方案中，其表面波裝置的特征在于具有，表面波基板、形成在上述表面波基板上的多個表面波元件、為了通過上述多個表面波元件實現(xiàn)多段結(jié)構(gòu)而對上述多個表面波元件進行電連接的1個或2個以上的段間連接部，在上述段間連接部上形成至少1個缺口，并在該缺口的至少一側(cè)設(shè)置至少1個凸出部，上述缺口構(gòu)成自由表面部分。
在本發(fā)明的表面波裝置的另一指定方案中，上述段間連接部由比Al重的金屬構(gòu)成。在由比Al重的金屬構(gòu)成段間連接部的情況下，在段間連接部的金屬化部分的音速很慢，金屬化部分和自由表面部分的音速差變大。從而，這樣由金屬化部分進行集中、泄露出的表面波的影響而產(chǎn)生的特性變壞比較大。但是，即使是在使用比Al重的金屬構(gòu)成段間連接部的情況下，按照本發(fā)明，通過設(shè)置自由表面部分，泄漏出的表面波也可在自由表面部分和金屬化部分的交界處進行反射及散射。從而，可有效地抑制特性變壞。因此，本發(fā)明適合用于由比Al重的金屬構(gòu)成段間連接部的表面波裝置。
上述比Al重的金屬，未被特別的限定，但可列舉出例如是從由Ta、W、Au、Pt、Ag、Mo、Cu、Ni、Co、Cr、Fe、Mn及Ti組成的一類中選擇出的1種金屬或以該金屬為主體的合金。
在本發(fā)明的表面波裝置的又一指定方案中，上述表面波基板由壓電單結(jié)晶基板所構(gòu)成。
在本發(fā)明的表面波裝置的再一指定方案中，作為上述表面波元件，使用表面波諧振件或表面波濾波元件。
圖2是本發(fā)明的實施例2的表面波裝置的俯視圖。
圖3是表示實施例2的表面波裝置的變形例的俯視圖。
圖4是表示實施例2的另一變形例的表面波裝置的俯視圖。
圖5是表示實施例1的表面波裝置的變形例的俯視圖。
圖6是表示本發(fā)明的實施例3的表面波裝置的俯視圖。
圖7是實施例2的表面波裝置及比較例的表面波裝置的衰減量、頻率特性的示意圖。
圖8是圖3所示變形例的表面波裝置及比較例的表面波裝置的衰減量頻率特性的示意圖。
圖9是表示現(xiàn)行的表面波裝置的一例的俯視圖。
圖中1-表面波裝置，2-表面波基板，3、4-第1、第2表面波濾波元件，5、6、11、12-ITD，7、8、13、14-反射器，9-輸入端子，10-段間連接部，10a、10b-貫通孔，15-輸出端子，16-自由表面部分，21、23、25、31、41-表面波裝置，22、24、26-縫隙，42-缺口，42A-凸出部。


圖1是表示本發(fā)明的實施例1的表面波裝置的俯視圖。
表面波裝置1，具有矩形板狀的表面波基板2。表面波基板2在本實施例中，由Y阻斷90度X方向傳播石英基板所構(gòu)成。不過，表面波基板2，也可由其他壓電單結(jié)晶構(gòu)成，或者也可由壓電陶瓷所構(gòu)成。
另外，表面波基板2，也可通過在絕緣基板上形成壓電薄膜，或者通過在壓電基板上形成壓電薄膜來構(gòu)成。
在表面波基板2上，構(gòu)成有縱向結(jié)合型的第1、第2表面波濾波元件3、4。第1表面波濾波元件3，具有IDT5、6及反射器7、8。
IDT5一側(cè)的梳形電極，與輸入端子9形成電連接。而另一方面，IDT6一側(cè)的梳形電極，與段間連接部10形成電連接。
第2表面波濾波元件4，具有IDT11、12及反射器13、14。IDT11一側(cè)的梳形電極，與段間連接部10相連接。另外，IDT12一側(cè)的梳形電極，與輸出端子15相連接。IDT5、6、11、12的未被說明的一側(cè)的梳形電極與接地電位相連接。另外，也可在各IDT的端子地線之間進行差動輸入。
在表面波裝置1中，第1、第2表面波濾波元件3、4由段間連接部10來進行連接，而構(gòu)成2段結(jié)構(gòu)的表面波濾波裝置。
此外，上述IDT5、6、11、12、以及反射器7、8、13、14、和段間連接部10，在表面波基板2上整面形成Ta膜后，再通過圖案加工而形成。
本實施例的特征在于在段間連接部10處形成有矩形的貫通孔10a，據(jù)此，貫通孔10a內(nèi)構(gòu)成自由表面部分16。同時，自由表面部分16是表面波基板2的露出表面的部分，指示段間連接部10的未形成電極的部分。
在表面波裝置1中，驅(qū)動時從輸入端子9給予輸入信號，第1表面波濾波元件3的輸出、經(jīng)段間連接部10給予第2表面波濾波元件4，從與第2表面波濾波元件4的IDT12相連接的輸出端子15取出。由于第1、第2表面波濾波元件3、4如上述那樣進行縱向連接，故與僅使用1段的彈性表面波濾波元件的情況相比可擴大帶寬外衰減量。
如上所述，存在被第1表面波濾波元件3所激勵的表面波、機械地傳播至第2表面波濾波元件4側(cè)，并使帶寬外衰減量變小的問題。但是，在本實施例中，段間連接部10具有自由表面部分16。從而傳播到段間連接部10的表面波，在自由表面部分16和金屬化層的交界處、即貫通孔10a的周邊處被反射及散射。由此，可有效地抑制從表面波濾波元件3向表面波濾波元件4的、經(jīng)過段間連接部10的表面波的傳播。因而，不容易產(chǎn)生因經(jīng)過段間連接部10的表面波的傳播而產(chǎn)生的特性變壞。
另外，在上述實施例中，表面波基板2由Y阻斷90度X方向的傳播石英基板構(gòu)成，在Y阻斷90度X方向傳播石英基板上，在基板表面沒有電極的情況下，具有隨著向基板內(nèi)部的反向波的變換而泄漏成分大、而基板自身難以傳播表面波的性質(zhì)。從而，考慮通過在段間連接部10上設(shè)置自由表面部分16，而將由自由表面部分傳播來的一部分表面波進行吸收。即，在本實施例中，表面波通過設(shè)置自由表面部分，不但因反射及散射而難向表面波濾波元件4側(cè)進行傳播，并且因上述吸收作用也可抑制向表面波濾波元件4側(cè)的傳播。此外，使用LiNbO3或LiTaO3基板的情況也相同。
進一步，在本實施例中，由比Al重的金屬Ta來形成段間連接部10。在這種情況下，金屬化層的音速與自由表面部分16的音速相比變得很慢。由此，由經(jīng)過上述段間連接部10的表面波產(chǎn)生的特性變壞比較嚴重，但是，在本實施例中，由于設(shè)置有自由表面部分16，故可有效地抑制特性變壞。
在本發(fā)明中，鑒于對傳至段間連接部10進行傳播的表面波的特性的影響大，而在段間連接部10處設(shè)置有自由表面部分16。即，在現(xiàn)行的將槽或吸音材料配置在段間的空間中的結(jié)構(gòu)中，在相鄰接的表面波元件之間的整個區(qū)域內(nèi)配置槽或吸音材料。反之，在本實施例中，鑒于對在段間連接部進行傳播的表面波的影響較大，而僅僅在段間連接部10處設(shè)置自由表面部分16。即，在表面波濾波元件3、4間的整個空間內(nèi)，因為無需進行槽或賦予吸音材料的加工，所以在本實施例中，僅形成具有自由表面部分16的段間連接部10即可。
圖2是表示本發(fā)明的實施例2的表面波裝置的俯視圖。在實施例2的表面波裝置21中，除了被設(shè)在段間連接部10處的自由表面部分的形狀不同外，均與實施例1相同。從而，對于自由表面部分以外的結(jié)構(gòu)，通過引用實施例1的說明而進行省略。
實施例2的表面波裝置21，在段間連接部10上，形成有作為貫通孔的多條細長的形狀的縫隙22。該縫隙22內(nèi)構(gòu)成自由表面部分。在本實施例中，縫隙22，其長方向呈與第1、第2表面波濾波元件3、4的表面波傳播方向相垂直的方向。
這樣，在本發(fā)明中，作為構(gòu)成自由表面部分用的貫通孔也可設(shè)置具有長度方向的縫隙22。
圖3是表示實施例2的變形例的表面波裝置的俯視圖。在圖2所示的表面波裝置21中，多條縫隙21，以沿與表面波濾波元件3、4的表面波傳播方向相垂直的方向延長的方式形成，但如圖3所示的表面波裝置23那樣，多條縫隙24也可沿與表面波濾波元件3、4的表面波傳播方向相平行的方向進行設(shè)置。
圖4是表示實施例2的另一變形例的表面波裝置的俯視圖。在圖4所示的表面波裝置25中，多條縫隙26，以沿不與表面波濾波元件3、4的表面波傳播方向相平行或相垂直的方向延長的方式進行配置，即，沿與表面波濾波元件3、4的表面波傳播方向呈角度θ(但，0度＜θ＜90度的方向進行配置。這樣，在本發(fā)明中，構(gòu)成貫通孔的縫隙，也能以沿與表面波濾波元件3、4的表面波傳播方向傾斜交叉的方式進行設(shè)置。
此外，在本發(fā)明中，所謂沿與表面波傳播方向“交叉”的方向延長的縫隙中的“交叉”的方向，也包含與上述傾斜方向相交叉的情況、以及如圖3所示那樣與表面波傳播方向相垂直的方向。
圖5是表示實施例1的變形例的表面波裝置31的俯視圖。在實施例1的表面波裝置中，通過在段間連接部10上形成矩形貫通孔10a來形成自由表面部分16，但如圖5所示，形成有周邊緣部具有凹凸形狀的貫通孔10b，據(jù)此，也可形成自由表面部分16。
即，被設(shè)在段間連接部10處的貫通孔的周邊緣部，未必是直線狀，也可以具有多個凹凸形狀，或者也可以是曲線狀，另外也可以是波浪形狀。
圖6是表示本發(fā)明的實施例3的表面波裝置的俯視圖。
實施例1、2以及上述的各種變形例的各表面波裝置，在段間連接部處設(shè)置貫通孔，該貫通孔內(nèi)構(gòu)成自由表面部分。實施例3的表面波裝置41，取代貫通孔，而在段間連接部10處形成多個缺口42，該缺口42內(nèi)的區(qū)域構(gòu)成自由表面部分16。這樣，在設(shè)置自由表面部分方面，并不限于在段間連接部10內(nèi)設(shè)置貫通孔的情況，也可通過將開在外周邊緣部的1個及1個以上的缺口，以至少在缺口的一側(cè)形成有凸出部42A的方式來構(gòu)成，而在段間連接部內(nèi)10設(shè)置自由表面部分16。此外，因為凸出部42A在形成缺口42的同時形成，所以凸出部42A位于段間連接部內(nèi)。
從圖1～圖6所示的實施例1～3及各變形例中可知，對在段間連接部處設(shè)置自由表面部分的方式，并沒有進行特別限定，在設(shè)置自由表面部分的情況下，在與構(gòu)成自由表面部分和段間連接部的金屬膜的交界處，泄漏出的表面波進行反射及散射，從而，與實施例2相同，可有效地抑制表面波向第2濾波元件4側(cè)進行傳播。
下面，根據(jù)具體實驗，對本發(fā)明的效果更加具體地進行說明。
(實驗1)對實施例2表面波裝置21按以下要點來進行抑制。作為表面波基板2，備有Y-90度X方向傳播石英基板。在該表面波基板2上，在通過整面形成700μ厚度的Ta膜后，進行圖案加工，以此得到實施例2的表面波裝置21。其中，表面波濾波元件3、4的指狀電極的對數(shù)取13對，指狀電極的間距取15μm。另外，圖2的箭頭A所示的縱方向尺寸為200μm，而與該縱方向相垂直方向的尺寸為250μm，并形成4條120μm×寬10μm的矩形的縫隙22，這樣來構(gòu)成段間連接部10。為了進行比較，備有除了不形成上述縫隙22外具有與實施例2的相同構(gòu)成的表面波裝置。
如上所述，圖7是被制成的、實施例2及比較例的表面波裝置的衰減量、頻率特性的曲線圖。在圖7中，實線X表示實施例2的結(jié)果，虛線Y表示比較例的結(jié)果。
從圖7中可知，根據(jù)形成縫隙22的實施例2，與比較例的表面波裝置相比，可大幅度地改善帶寬外衰減量。
(實驗2)與實驗1所制作的實施例2的表面波裝置相同，來制作圖3所示的變形例的表面波裝置23。此外，縫隙24的尺寸，形成3條150μm×10μm的縫隙24。這樣得到的圖3所示的變形例的表面波裝置23的衰減量、頻率特性、如圖8中實線Z所示。另外，在實驗1中準備的比較例的表面波裝置的衰減量頻率特性、如圖8中虛線Y所示。
從圖8可知，圖3所示的變形例的表面波裝置，與比較例的表面波裝置相比，也可大幅度地擴大帶寬外衰減量。
從而，從實驗例1、2的結(jié)果可知，根據(jù)本發(fā)明，通過在段間連接部上設(shè)置自由表面部分，能可靠地抑制由相鄰接的表面波濾波元件之間的表面波傳播的影響而產(chǎn)生特性變壞。從而，在多段結(jié)構(gòu)的表面波濾波裝置中，能可靠地實現(xiàn)由多段結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的帶寬外衰減量的擴大。
此外，上述的實施例及變形例，第1、第2的縱向結(jié)合型的表面波濾波元件3、4通過段間連接部10進行連接，但被連接的表面波元件，并不限于縱向結(jié)合型的表面波濾波元件，也可為橫向結(jié)合型的表面波濾波元件，另外，也可是除了表面波濾波元件以外的表面波諧振件等其他表面波元件。
進一步，也可是對3個以上的表面波元件經(jīng)多個段間連接部進行連接的結(jié)構(gòu)。在這種情況下，若在多個段間連接部中的至少1個段間連接部上，按照本發(fā)明，設(shè)置自由表面部分，就可實現(xiàn)本發(fā)明的效果。不過，最好在所有的段間連接部上按本發(fā)明來設(shè)置自由表面部分。
此外，在上述實施例中，段間連接部10由Ta所形成，但在由Al等其他金屬構(gòu)成段間連接部10的情況、也可得到與本發(fā)明相同的效果。不過，最好是，如上所述，在由比Al重的金屬來形成段間連接部10的情況下，本發(fā)明的效果比較好。這樣作為比Al重的金屬，不特別進行限定，但可列出Ta、W、Au、Pt、Ag、Mo、Cu、Ni、Co、Cr、Fe、Mn及Ti。
另外，本發(fā)明不局限于利用雷利波的表面波裝置，也可適用于利用SH型表面波的表面波裝置等多種表面波裝置。
(發(fā)明效果)本發(fā)明的表面波裝置，由于如第1項發(fā)明所記載的，為實現(xiàn)多段結(jié)構(gòu)而通過段間連接部電連接著多個表面波元件，在至少1個的段間連接部的內(nèi)部設(shè)置有自由表面部分，或者由于如第8項發(fā)明所記載的，在段間連接部處形成缺口并設(shè)置凸出部，且將該缺口內(nèi)設(shè)成自由表面部分，故從設(shè)有自由表面部分的段間連接部的一側(cè)的表面波元件、經(jīng)段間連接部向另一側(cè)表面波元件的表面波的傳播，通過設(shè)置自由表面部分進行反射及散射等而可靠地被抑制。從而，能可靠地防止如由表面波的傳送而產(chǎn)生的帶寬外衰減量的劣化那樣的特性變壞，并可提供一種實現(xiàn)可靠發(fā)揮因采用多段結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生的特性的表面波裝置。
另外，在對現(xiàn)行的設(shè)有槽或吸音材料的表面波裝置進行制造時，必須實施槽加工或付予吸音材料等繁瑣的工序，反之，本發(fā)明中，可在形成段間連接部的同時，很容易地形成自由表面部分。從而，不會導致制造工序的增加及成本的提高，并且可抑制因表面波傳播而產(chǎn)生的特性變壞。
另外，現(xiàn)行的在相鄰接的表面波元件間形成有槽的表面波裝置，會產(chǎn)生壓電基板的裂痕或碎片，反之，本發(fā)明，因為無需進行槽加工，所以不容易產(chǎn)生表面波基板的裂痕或碎片。
再加上由于無需配置槽或吸音材料，故也不會導致表面波裝置的大型化。
從而，根據(jù)本發(fā)明，可提供一種不會導致制造工序的繁瑣化及大型化，并且具有很好的濾波特性或諧振特性的表面波裝置。
權(quán)利要求
1.一種表面波裝置，其特征在于，具有表面波基板、形成在所述表面波基板上的多個表面波元件、為了由所述多個表面波元件實現(xiàn)多段結(jié)構(gòu)而對所述多個表面波元件進行電連接的1個或2個以上的段間連接部，在至少1個所述段間連接部的內(nèi)部設(shè)置自由表面部分。
2.如權(quán)利要求1所述的表面波裝置，其特征在于所述自由表面部分是被形成在所述段間連接部上的貫通孔內(nèi)的區(qū)域。
3.如權(quán)利要求2所述的表面波裝置，其特征在于所述貫通孔是具有長度方向的的縫隙。
4.如權(quán)利要求3所述的表面波裝置，其特征在于所述縫隙，沿與在連接著設(shè)有該縫隙的段間連接部的所述表面波元件上進行傳播的表面波的傳播方向相平行的方向進行設(shè)置。
5.如權(quán)利要求3所述的表面波裝置，其特征在于所述縫隙，沿與在連接著設(shè)有該縫隙的段間連接部的所述表面波元件上進行傳播的表面波的傳播方向相交叉的方向進行設(shè)置。
6.如權(quán)利要求5所述的表面波裝置，其特征在于所述縫隙，沿與所述表面波的傳播方向相垂直的方向進行配置。
7.如權(quán)利要求3所述的表面波裝置，其特征在于所述縫隙設(shè)置有多條。
8.一種表面波裝置，其特征在于，具有表面波基板、形成在所述表面波基板上的多個表面波元件、為了由所述多個表面波元件實現(xiàn)多段結(jié)構(gòu)、而對所述多個表面波元件進行電連接的1個或2個以上的段間連接部，在所述段間連接部上形成至少1個缺口，并在該缺口的至少一側(cè)設(shè)置至少1個凸出部，所述缺口構(gòu)成自由表面部分。
9.如權(quán)利要求8所述的表面波裝置，其特征在于所述缺口設(shè)置有多個。
10.如權(quán)利要求1所述的表面波裝置，其特征在于所述段間連接部由比Al重的金屬構(gòu)成。
11.如權(quán)利要求10所述的表面波裝置，其特征在于所述比Al重的金屬，是從由Ta、W、Au、Pt、Ag、Mo、Cu、Ni、Co、Cr、Fe、Mn及Ti組成的類中選擇出的1種金屬或以該金屬為主體的合金。
12.如權(quán)利要求1所述的表面波裝置，其特征在于所述表面波基板由壓電單結(jié)晶基板構(gòu)成。
13.如權(quán)利要求1所述的表面波裝置，其特征在于所述表面波元件，是表面波諧振件或表面波濾波元件。
全文摘要
一種表面波裝置，表面波裝置(1)，在表面波基板(2)上，以構(gòu)成2段結(jié)構(gòu)的濾波裝置的方式形成第1、第2表面波濾波元件(3)、(4)，并通過在連接第1、第2表面波濾波元件(3)、(4)的段間連接部(10)的內(nèi)部形成貫通孔(10a)，來設(shè)置自由表面部分(16)。這種表面波裝置，不會導致制造工序的繁瑣性以及大型化，并且不容易產(chǎn)生因相鄰接的表面波元件間的表面波的傳播而導致的特性變壞。
文檔編號H03H9/25GK1469546SQ0314232
公開日2004年1月21日 申請日期2003年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月13日
發(fā)明者玉崎大輔, 中尾武志, 米田年麿, , 志 申請人:株式會社村田制作所