專利名稱：彈性表面波元件、使用它的彈性表面波裝置和電子儀器的制作方法
技術領域：
本發明涉及形成在壓電基板一方主面上的具有IDT電極的彈性表面波元件。
此外，本發明涉及在電路基板上搭載了該彈性表面波元件的彈性表面波裝置。
此外，本發明涉及搭載了彈性表面波裝置的攜帶電話等的移動通信儀器或車載用儀器、醫療儀器等電子儀器。
背景技術：
彈性表面波共振器或彈性表面波濾波器等彈性表面波元件廣泛應用于利用微波頻帶的各種移動通信儀器或車載用儀器、醫療儀器等中，但是伴隨著各儀器的小型化，要求進一步的小型化。
作為以往的小型化彈性表面波裝置，已知例如在彈性表面波元件的下表面的外周部形成包圍IDT電極的接地用環狀電極并安裝在電路基板上的構造(例如，參照專利文獻1)。
圖14表示以往例子的彈性表面波裝置的一個例子。圖14(a)是表示以往的彈性表面波裝置的截面構造的模式圖，圖14(b)是表示彈性表面波裝置的電極構造的模式圖。
在圖14(a)、圖14(b)中，彈性表面波元件110是在由鉭酸鋰單晶、鈮酸鋰單晶、四硼酸鋰單晶等壓電性單晶構成的壓電基板120上，沿著彈性表面波的傳輸方向形成一對反射器電極130a，在其間形成多個交叉指型變換器(IDT)電極130b，構成縱耦合型二重模式濾波器131a和131b。兩濾波器131a和131b由級間連接電極130c串聯，在輸入輸出焊盤電極140a和接地用環狀電極140b以外的部分形成硅或氧化硅等半導體性或絕緣性的保護膜150，構成彈性表面波濾波器。
這里，縱耦合型二重模式濾波器131a和131b的應該接地的電極通過GND連接用電極130d連接在接地用環狀電極140b上。
把采用了上述結構的彈性表面波元件110通過接合輸入輸出焊盤電極140a以及接地用環狀電極140b、形成在電路基板160上的由金屬等構成的連接電極170，安裝在電路基板160上，與電連接同時，由接地用環狀電極140b進行密封。
在上述的以往的彈性表面波裝置中，在彈性表面波元件的下表面一側的外周部形成包圍IDT電極的接地用環狀電極，進行密封，所以不用象此前的彈性表面波裝置那樣，需要用于密封的封裝，能把彈性表面波裝置小型化到與彈性表面波元件同程度的尺寸。
可是，上述圖14的彈性表面波裝置存在以下兩個課題。
第一課題是很難進行進一步的小型化。存在于接地用環狀電極140b的內側的主要是IDT電極130b、反射器電極130a、輸入輸出焊盤電極140a，但是IDT電極130b和反射器電極130a的數量以及大小直接決定電特性，所以不可能在不使電特性改變的前提下變更，為了確保彈性表面波元件110和電路基板160的連接強度和可靠性，焊盤電極140a的大小需要為一定的大小，所以大幅度的小型化是不可能的。關于接地用環狀電極140b的電極寬度，由于要確保密封性，大幅度的減少也是不可能的。此外，從防止短路的觀點出發，接地用環狀電極140b和IDT電極130b以及焊盤電極140a的間隔也不可能大幅度削減。
由于以上的理由，在以往彈性表面波裝置中，很難進行進一步的小型化。
第二課題是電特性上的問題。連接在接地電位上的接地用環狀電極140b、IDT電極130b以GND連接電極130d連接，但是在該GND連接電極130d中具有與導體長度對應的電感成分，據此，GND變為浮置狀態。因此，例如在彈性表面波濾波器中，存在特性上的基準水平提高，通帶外衰減量不足的問題。
此外，在以往的彈性表面波裝置中，由于壓電基板具有的熱電特性，如果發生急劇的溫度變化，就有在IDT電極發生放電破壞，電特性惡化的問題。為了防止這樣的IDT電極的放電破壞，至今為止進行了各種改良。
作為以往的實施了放電破壞的防止措施的彈性表面波裝置，例如已知通過電阻連接形成IDT電極的一對梳齒狀電極的構造(例如，參照專利文獻2)。
可是，上述以往的彈性表面波裝置存在以下的第三、第四問題。
第三問題是難以實現小型化和高可靠性化。
作為為了防止放電破壞而形成的電阻線路的電阻值，如果根據專利文獻3，為1kΩ～1000GΩ。可是，為了防止電阻線路引起的電特性的惡化，在通常的動作時，有必要把通過電阻線路而流動的電流抑制在很低，盡可能使電阻值大。
在專利文獻2中，描述了作為薄膜電阻材料，混合燒結Ta-SiO2或Nb-SiO2等，但是它們的電阻率值為小到200mΩ·cm左右以下，所以為了取得大電阻值，需要某種程度的長度。例如，為了取得1MΩ的電阻，如果厚度為0.15μm，寬度為100μm，則需要7.5mm的長度。在近年的GHz頻帶中使用的彈性表面波濾波器等中使用的彈性表面波元件的大小中，長寬都為1mm左右，不可能在彈性表面波元件上形成7.5mm的電阻。
為了使電阻小型化，最大限度地減小厚度和寬度，例如，如果厚度為0.05μm，寬度為1μm，則長度變為25μm，實現了小型化。可是，在這樣的細長形狀的電阻中，由于電流流過時的發熱引起的溫度上升，容易發生斷線。當回流時，加熱到300℃左右時，由于熱電效應，激勵出電荷，大電流流過電阻，就發熱，溫度進一步上升，斷線的可能性變高。如果發生電阻的斷線，則因為沒有避免基于熱電效應而激勵的電荷的部件，所以無法防止由于此后的溫度變化，IDT電極發生放電破壞。此外，專利文獻2中表示了薄膜電阻材料自身的耐熱性中也存在問題，如果溫度上升，則氧化急速發展，在可靠性上存在問題。
第四問題是IDT電極的放電破壞的防治效果不充分。在彈性表面波元件的壓電基板上常常與IDT電極接近形成屏蔽電極或使彈性表面波反射的反射器，但是與IDT電極同樣，這些電極也由于熱電效應而帶電。而且，在接近IDT電極而配置的屏蔽電極、反射器電極和IDT電極之間引起放電，有時IDT電極破損。因此，為了完全防止IDT電極的放電破壞，有必要迅速除去在接近壓電基板的IDT電極上配置的全部電極上激勵的電荷。
此外，在專利文獻3中，描述了在與共振子電極依次串并聯的階梯型彈性表面波濾波器的外周部形成成為接地電位的環狀電極的彈性表面波裝置。在具有這樣的環狀電極的彈性表面波濾波器中，能使設置在外周部的環狀電極和與它連接的共振子電極的一部分連接在接地電位上。
可是，如果與不具有環狀電極的構造比較，則熱電發生的部位減小，但是在占壓電基板的大部分的其它非接地電位的電極和無電極部分中，成為發生熱電的構造，與各電極中的電荷量對應的電位在超過電極間的靜電耐壓時發生靜電破壞。
彈性表面波裝置中，輸入信號的輸入焊盤電極和輸出信號的輸出焊盤電極必須獨立形成，為了與電路基板在機械上進行穩定的連接，變為非常大的電極。因此，在輸入輸出電極焊盤上激勵的熱電大，無法忽略。此外，在這樣的階梯型濾波器中，用共振子電極構成1端口共振子，連接輸入焊盤電極和輸出焊盤電極的信號線的共振子電極間的電極無法形成接地電位。即，在輸入焊盤電極和輸出焊盤電極之間無法夾著接地電極。因此，在彈性表面波元件的共振子電極所在的中央部分，成為熱電自由激勵的狀態。輸入焊盤電極和輸出焊盤電極相對于共振子電極占大面積，變為更容易激勵熱電的狀態。
特開2000-196400號公報(圖1和圖2)[專利文獻2]特開平9-260994號公報(圖15)[專利文獻3]特開2000-196400號公報(圖16、圖17)[專利文獻4]特公平5-59609號公報
發明內容
因此，本發明的目的在于提供具有用于即使小型化也實現高可靠性的構造的優異的彈性表面波元件和使用了它的彈性表面波裝置以及電子儀器。
用于實現所述目的的本發明的彈性表面波元件在壓電基板的一方主面上形成由一對公共電極和從它延伸出來的多個電極指構成的至少2列IDT電極、輸入輸出焊盤電極，在所述壓電基板的一方主面外周部形成接地用環狀電極，構成所述任意列的IDT電極的一方的公共電極和所述接地用環狀電極一體形成。
根據本結構，因為一體形成構成所述任意列的IDT電極的一方的所述公共電極和所述接地用環狀電極，所以能排除象以往那樣在GND連接電極上發生的不需要的電感。
能在2列的所述IDT電極間配置所述焊盤電極的至少一個。根據該配置，一體形成IDT電極的一方的公共電極和所述接地用環狀電極，省略了配置該部分的焊盤電極的空間，所以能把彈性表面波元件減小焊盤電極以及焊盤電極和接地用環狀電極之間形成的間隙部分。
此外，本發明的彈性表面波裝置的特征在于把在壓電基板的一方主面上形成由一對公共電極和從它延伸出來的多個電極指構成的至少2列IDT電極、輸入輸出焊盤電極，在所述壓電基板的一方主面外周部形成接地用環狀電極，一體形成構成所述任一IDT電極的一方的公共電極和所述接地用環狀電極的彈性表面波元件隔開規定間隔安裝在電路基板上。
此外，如果采用所述焊盤電極以及接地用環狀電極與所述電路基板的連接通過該焊盤電極和該接地用環狀電極進行，并且所述接地用環狀電極連接在接地電位上的結構，則不會發生由于電連接接地用環狀電極和IDT電極的GND連接電極具有的電感，GND浮置，在彈性表面波濾波器中，防止濾波器特性的基準水平提高，能改善通帶外衰減量。
所述壓電基板的一方主面和所述電路基板的安裝面之間的間隙希望由所述接地用環狀電極密封。這樣，能在電路基板的安裝的同時進行密封接合，能省略以往用于密封的封裝，能使彈性表面波裝置大幅度小型化。
如果用保護膜覆蓋所述IDT電極的表面，則能防止由于導電性密封材料或導電性異物引起的IDT電極短路、或進行焊錫密封時的焊劑而引起IDT電極蒙受損害。此外，通過調整該保護膜的膜厚，能進行彈性表面波元件的頻率調整。
所述保護膜可以是氧化硅膜。
用于實現所述目的的本發明的彈性表面波元件的特征在于在壓電基板的一方主面上至少形成一個2重模式共振子電極、連接在該2重模式共振子電極上的輸入焊盤電極以及輸出焊盤電極、包圍所述2重模式共振子電極、所述輸入焊盤電極以及所述輸出焊盤電極的環狀電極，形成連接在所述環狀電極上的截斷所述輸入焊盤電極和所述輸出焊盤電極的截斷電極圖案。據此，把發生熱電的部位分割為小的區域，使熱電分散，能防止熱電引起的放電破壞。
所述彈性表面波元件是構成所述2重模式共振子電極的輸入共振子電極、輸出共振子電極的至少一方成為平衡型的電極，可以是在該成為平衡型的電極上形成所述截斷電極圖案的構造。如果在成為平衡型的焊盤電極間形成所述截斷電極圖案，則能抑制該部分發生的熱電。
此外，本發明的彈性表面波裝置的特征在于把在壓電基板的一方主面上形成至少一個2重模式共振子電極、連接在該2重模式共振子電極上的輸入焊盤電極以及輸出焊盤電極、包圍所述2重模式共振子電極、所述輸入焊盤電極以及所述輸出焊盤電極的環狀電極，并且形成連接在所述環狀電極上的截斷所述輸入焊盤電極和所述輸出焊盤電極的截斷電極圖案的彈性表面波元件隔開規定間隔，安裝在電路基板上。
希望在所述壓電基板的另一方主面上形成電極膜，通過連接部件把該電極膜連接在所述外部電路基板上的接地電極上。根據本構造，能抵銷壓電基板的一方主面和另一方主面上發生的電荷，能削減熱電，從而能防止放電破壞。
如果所述連接部件為導電性樹脂，則不經過復雜的步驟，就能導通連接壓電基板的一方主面和另一方主面。
希望是所述環狀電極與外部電路基板上的接地電極連接的構造。能把環狀電極與電路基板上的接地電極連接，能使環狀電極為接地電位，能使發生的熱電釋放。
此外，希望通過所述環狀電極密封所述壓電基板的一方主面和所述外部電路基板的安裝面之間的間隙。通過密封，能以電阻更小的狀態把環狀電極全體連接在電路基板的接地電極上，能快速釋放產生的熱電。
如上所述，根據本發明，能不經過多余的步驟實現抗熱電破壞的彈性表面波裝置。
以上說明的彈性表面波裝置能應用于電子儀器中。即，在具有接收電路和/或發送電路的電子儀器中，能作為設置在所述接收電路和/或發送電路中的濾波裝置使用。
例如，在具有用混頻器把從發送電路輸出的發送信號調制為載波頻率，用帶通濾波器使不要的信號衰減，然后用功率放大器把發送信號放大，通過雙工器，由天線發送的發送機的電子儀器，或具有用天線把接收信號接收，通過雙工器，用低噪聲放大器把接收信號放大，然后，用帶通濾波器使不要的信號衰減，用混頻器從載波頻率把信號分離，把該信號向解調電路傳輸的接收機的電子儀器中，適用于帶通濾波器中。這樣，如果在電子儀器中使用防止放電破壞的彈性表面波裝置，就能實現可靠性高的電子儀器。
圖1是表示本發明一個實施方式的彈性表面波裝置的模式圖。圖1(a)表示截面構造，圖1(b)表示彈性表面波元件1的電極平面構造。
圖2是表示本發明的彈性表面波元件1的其它電極構造的模式圖。
圖3是模式表示本發明的彈性表面波元件1的其它電極構造的俯視圖。
圖4是模式表示本發明的彈性表面波元件1的其它電極構造的俯視圖。
圖5是模式表示本發明的其它實施方式的彈性表面波元件2的電極構造的俯視圖。
圖6是本發明的彈性表面波元件2的2重模式共振子的放大圖。
圖7是本發明的彈性表面波裝置的剖視圖。
圖8是本發明的其它彈性表面波元件2的俯視圖。
圖9是說明本發明的彈性表面波元件的其它截斷電極圖案的俯視圖。
圖10是說明本發明的彈性表面波元件的其它截斷電極圖案的俯視圖。
圖11是說明本發明的彈性表面波元件的其它截斷電極圖案的俯視圖。
圖12(a)～(k)是分別模式表示本發明的彈性表面波元件的制造步驟的剖視圖。
圖13是說明使用了本發明的彈性表面波元件的彈性表面波濾波器的電特性的特性圖，實線表示本發明制品，虛線表示以往制品。
圖14是說明以往的彈性表面波裝置的圖，(a)是模式表示構造的剖視圖，(b)是模式表示彈性表面波元件的電極構造的俯視圖。
具體實施例方式
下面，參照附圖詳細說明本發明的實施方式。
-第一電極形狀-圖1是表示本發明一個實施方式的彈性表面波裝置的模式圖。圖1(a)表示截面構造，圖1(b)表示彈性表面波元件1的電極構造。
本發明的彈性表面波裝置中，與電路基板3的一方主面相對，通過連接電極70安裝、配置了彈性表面波元件1。而且，由樹脂90覆蓋該彈性表面波元件1之上。
彈性表面波元件1在由鉭酸鋰單晶、鈮酸鋰單晶、四硼酸鋰單晶等壓電性單晶構成的壓電基板6的一方主面上形成利用彈性表面波發揮作用的各種電極8。
作為各種電極8的種類，如圖1(b)所示，能例示出從一對公共電極32延伸出來的由多個電極指構成的IDT電極8g、沿著彈性表面波的傳輸方向(在圖1(b)中，用“A”表示)配置的反射器電極8d、連接在IDT電極8g上的輸入輸出焊盤電極40a、連接在接地電位上的接地用環狀電極7、根據彈性表面波裝置的構造而變為必要的例如級間連接電極8h等。須指出的是，IDT電極8g的多個電極指配置為彼此嚙合。
此外，如圖1(a)所示，輸入輸出焊盤電極40a和接地用環狀電極7露出。在IDT電極8g的表面覆蓋形成硅等的半導體性或氧化硅等絕緣性的保護膜50。
在這樣的配置中，通過沿著彈性表面波的傳輸方向配置的反射器電極8d和配置在其間的多個IDT電極8g，形成縱耦合型2重模式濾波器31a、31b。輸入側縱耦合型2重模式濾波器31a和輸出側縱耦合型2重模式濾波器31b由上述的級間連接電極8h串聯。
此外，在圖1(b)中，在輸入側縱耦合型2重模式濾波器31a的IDT電極8g中，構成IDT電極8g的一對公共電極32中，成為接地電位的一方的公共電極32a與最接近的接地用環狀電極7一體形成。此外，關于反射器電極8d，其一部分也可以與接地用環狀電極7一體形成。
電路基板3在其表面具有與彈性表面波元件1的輸入輸出焊盤電極40a以及接地用環狀電極7對應形成的由金屬等構成的連接電極70。須指出的是，在圖1中省略了各連接電極70，但是通過電路基板3的表面和電路基板3的內部布線圖案，連接在電路基板3底面上形成的外部端子電極上。
通過該輸入輸出焊盤電極40a和連接電極70的連接，實現向彈性表面波裝置的電信號的輸入輸出，通過接地用環狀電極7和連接電極70的連接，進行接地電位的連接和密封。而且，用樹脂90覆蓋彈性表面波元件1，防止彈性表面波元件1的損傷。須指出的是，電路基板3的表面和IDT電極8g表面的間隔設定為在彈性表面波元件1中產生的彈性表面波的1個波長以上的間隔。
輸入輸出焊盤電極40a和連接電極70由同一工藝形成，所以這些電極的平整度優異。此外，輸入輸出焊盤電極40a和接地用環狀電極7比保護膜50還突出，所以能保持用于彈性表面波的自由振動的空間，能以面朝下直接將彈性表面波元件1安裝在電路基板3上。此外，接地用環狀電極7形成在壓電基板6的整個周圍，所以能確保密封性。
本發明的特征在于如圖1(b)的輸入側縱耦合型2重模式濾波器31a側所示，在輸入側縱耦合型2重模式濾波器31a的IDT電極8g中，構成該IDT電極8g的一對公共電極32中成為接地電位的一方的公共電極32a與最接近的接地用環狀電極7一體形成。即，與以往的彈性表面波裝置相比，能省略成為接地電位的焊盤電極(在圖14(b)中最左側的焊盤電極140a)，所以能使為了形成該焊盤電極而設置的IDT電極18g和接地用環狀電極140b之間的間隙消失，能使彈性表面波元件小型化，變為小型的彈性表面波裝置。
此外，能排除以往的GND連接電極130d引起的不要的電感成分，例如在彈性表面波濾波器的濾波器特性中，能大幅度改善基準水平，能充分確保通帶外衰減量。
此外，因為IDT電極8g由保護膜50覆蓋，所以能防止導電性密封材料或導電性異物引起的IDT電極8g的短路、或進行焊錫密封時的焊劑而引起IDT電極蒙受損害，也能進行輸入側縱耦合型2重模式濾波器31a和輸出側縱耦合型2重模式濾波器31b的頻率調整。
圖2是表示本發明其它實施方式的彈性表面波元件1的電極構造的模式圖。
在該彈性表面波元件中，構成輸入側縱耦合型2重模式濾波器31a和輸出側縱耦合型2重模式濾波器31b的各IDT電極8g的公共電極32中成為接地電位的公共電極32a分別與接地用環狀電極7一體形成。
當為圖1(b)時，只有輸入側縱耦合型2重模式濾波器31a的公共電極32a與接地用環狀電極7一體形成，但是當為圖2時，不同之處在于輸入側和輸出側縱耦合型2重模式濾波器31a、31b的公共電極32a分別與接地用環狀電極7一體形成。
據此，與圖1(b)相比，能實現更小型化的彈性表面波元件1。此外，通過連接在接地電位上的耦合防止用電極8i，防止輸入輸出焊盤電極40a之間的不要的電磁耦合。
圖3是表示本發明其它實施方式的彈性表面波元件1的電極構造的模式圖。
在該彈性表面波元件中，構成橫向型濾波器。構成輸入用的IDT電極8g和輸出用的IDT電極8g的公共電極32中，成為接地電位的一方的公共電極32a分別與接地用環狀電極7一體形成。
這里，在彈性表面波傳播方向A的兩端，為了防止彈性表面波的不要的反射，設置有減振材料91。此外，通過連接在接地電位上的耦合防止用電極8i，防止輸入用IDT電極8g和輸出用IDT電極8g間的電磁耦合。因為耦合防止用電極8i的兩端連接在接地用環狀電極7上，耦合防止用電極8i的電位變為接近接地電位，能有效抑制輸入輸出IDT電極8g彼此的電耦合。
圖4是表示本發明其它實施方式的彈性表面波元件1的電極構造的模式圖。
在該彈性表面波元件中，構成由一個端子對組成的彈性表面波共振子。構成IDT電極8g的公共電極中變為接地電位的一方的公共電極32a與接地用環狀電極7一體形成，通過省略單側的焊盤電極，實現小型化。
須指出的是，在上述的彈性表面波裝置中，從彈性表面波元件1的上表面到電路基板3的安裝面，用樹脂90覆蓋。該樹脂90主要為了防止彈性表面波元件1的損傷，但是，可以只用從彈性表面波元件1的上表面到電路基板3的安裝面覆蓋的樹脂90進行密封。這時，接地用環狀電極7防止樹脂90的流入，確保振動空間。
這時，因為接地用環狀電極7不需要具有完全的密封性，所以沒必要是連續的環狀。形成狹縫，使與公共電極32a連接的部分為接地電位，把應該為接地電位的電極分別與連接電極70連接。
此外，相反，可以不設置樹脂90，使彈性表面波元件1露出。在所述實施方式以外，關于階梯型濾波器等其它種類的彈性表面波濾波器或雙工器等彈性表面波裝置，如果具有IDT電極8g，就能應用本發明。
-第二電極形狀-圖5是模式表示本發明的一個實施方式的彈性表面波元件2的電極構造的俯視圖，圖6是說明截斷電極圖案的俯視圖。
本發明的彈性表面波元件2在壓電基板6的一方主面上形成至少一個2重模式共振子電極8、連接在該2重模式共振子電極8上的輸入和輸出焊盤電極41、42(42a、42b)，在壓電基板6的一方主面的外周部形成包圍2重模式共振子電極8、輸入焊盤電極41和輸出焊盤電極42的環狀電極7。而且，形成從環狀電極7延伸出來并且截斷輸入焊盤電極41和輸出焊盤電極42的截斷電極圖案(后面描述)。
這里，2重模式共振子電極是至少具有2個交叉指型共振子的電極。雖然未限制交叉指型共振子的數量，但是，如果考慮形狀和取得的電特性，則交叉指型共振子數量為2～5的結構在實用上是有益的。
圖5中的階梯型共振子電極9a～9c構成串并聯的階梯型濾波部。須指出的是，在本發明中，并不一定必須階梯型濾波部。
圖6是表示該2重模式共振子的部分的放大圖。2重模式共振子具有輸入IDT電極8a、8a和輸出IDT電極8b、8c。即，是四個IDT電極構造的共振子。在輸入IDT8a、8a的外側形成反射器8d、8d，反射器8d、8d連接在焊盤電極12b上。此外，在輸出IDT電極8b、8c的外側也形成反射器8e、8f。輸入IDT電極8a、8a彼此直接連接，該連接點連接在階梯型共振子電極9(9a、9b、9c)上。另一方面，而輸出IDT電極8b、8c分別連接在輸出焊盤電極42a、42b上。
在圖6所示的構造中，從輸入焊盤電極41輸入的信號通過由階梯型共振子電極9構成的濾波器，同時以同相輸入到2重模式共振子電極8的輸入IDT電極8a、8a中。當輸入的信號為在2重模式共振子容易激勵(激勵頻率高)的頻率時，在反射器8d、8d之間產生駐波，能以損失比較小的狀態從輸出IDT電極8b、8c取出該輸入信號。
反射器8e、8f控制該駐波的狀態，控制向輸出電極8b、8c輸出的信號振幅和相位。
一般激勵的模式和頻率的波長相當于IDT電極的2間隔部分，所以在本例子中，輸出電極8b、8c以IDT電極的一個間隔部分相鄰，變為反相。即，圖5中的2重模式共振子是不平衡輸入-平衡輸出型的共振子。
在圖6所示的構造中，如粗線所示那樣，能形成從接地電極焊盤12b開始按順序與反射器8d、輸入IDT電極8a的接地電極、反射器8e、輸出IDT電極8b的接地電極、輸出IDT電極8c的接地電極、反射器8f、輸入IDT電極8a的接地電極、反射器8d、接地電極焊盤12b連接的截斷電極圖案13。這樣，通過截斷電極圖案13，能以幾乎把環狀電極7的內部2分的形式截斷中央部分。
如上所述，進行配置，依次連接接地電極圖案，成為截斷電極圖案13，所以不存在大幅度的電極設計變更或電特性的惡化。
通過該截斷電極圖案13，能有效截斷熱電容易集中的輸入焊盤電極41和輸出焊盤電極42。
圖5所示的彈性表面波元件2為不平衡輸入-平衡輸出，但是也可以是平衡輸入-平衡輸出。此外，無論是平衡輸入-不平衡輸出，還是不平衡輸入-不平衡輸出，都能期待同樣的效果。
此外，在圖5中，環狀電極7沒必要為完全閉合的形狀，如果是能把輸入焊盤電極41和輸出焊盤電極42分離，分散熱電的形狀，則環狀的一部分可以打開。
這樣的彈性表面波裝置也能原封不動地安裝在電子儀器的電路基板上。這時，希望把環狀電極7連接在接地電位的電極上，但是也可以把連接在環狀電極7上的接地電極焊盤連接在接地電位的電極上。
通過形成環狀電極7和截斷電極圖案13，能實現不發生熱電引起的放電破壞的彈性表面波裝置。此外，如果把整個環狀電極7向電子儀器的電路基板上的接地電極導通安裝，則能用比輸入輸出焊盤電極寬的部分取得電和機械接合，能實現電和機械上更穩定的彈性表面波裝置。
以下，詳細說明把本發明更具體化的實施例。圖7是本發明的彈性表面波裝置的剖視圖，2是彈性表面波元件，3是電路基板，4是導電性樹脂。
壓電基板6能使用鉭酸鋰單晶、鈮酸鋰單晶、四硼酸鋰單晶等壓電性單晶。
本發明的彈性表面波裝置如圖7所示，其特征在于在電路基板3上隔開規定間隔5安裝彈性表面波元件2，環狀電極7與電路基板3上的接地電極連接。
這時，希望把環狀電極7與接地電位的電極連接，但是也可以把連接在環狀電極7上的接地電極焊盤與接地電位的電路基板3上的電極連接。這樣，不直接把彈性表面波元件2安裝在電子儀器的電路基板上，通過采用把彈性表面波元件2安裝在電路基板3上的構造，能實現減少了安裝在電子儀器的電路基板上時的特性偏移的彈性表面波裝置。這時，如果整個環狀電極7與電路基板3上的接地電極導通安裝，就能實現在電學和機械學上穩定的彈性表面波裝置。
本發明的彈性表面波裝置如圖7所示，其特征在于壓電基板6的一方主面和電路基板3的安裝面間的間隙5由環狀電極7密封。
這時的環狀電極7為了具有密封性，有必要是完全封閉的形狀。通過密封環狀電極7的內部，能防止來自外部的水分的浸入，能使水分的遷移引起的電極間短路或電極腐蝕不發生。
在彈性表面波元件2的共振子電極部分，為了防止異物引起的電極間短路和調整頻率，通常形成保護膜，但是如果采用基于環狀電極7的密封構造，即使不形成保護膜，也能防止這些問題。當不形成彈性表面波元件2的保護膜時，能使保護膜的質量效應引起的振動阻尼消失，能實現損失小的彈性表面波裝置。
圖7的彈性表面波裝置在彈性表面波元件2的另一方主面上形成背面電極膜14，把背面電極膜14通過連接部件與電路基板3的接地電極連接。如果在壓電基板6的一方主面產生熱電引起的電荷，則與此對應，在壓電基板6的另一方主面上產生相反的電荷。因此，通過任意的連接部件導通連接兩主面，能緩和熱電引起的電荷的發生。
這樣，導通連接壓電基板6的兩主面，能實現更抗放電破壞的彈性表面波裝置。作為連接部件，列舉出電極的蒸鍍或來自斜上方的濺射。這時，使另一方主面的背面電極膜14和形成在電路基板3上的接地電極導通，可以間接與壓電基板6的環狀電極7連接，也可以把形成在環狀電極7的周圍的接地電極焊盤12a和背面電極膜14導通連接。
所述連接部件可以是導電性樹脂4。作為連接方法，包含剛才列舉的方法，存在各種，但是以覆蓋整個彈性表面波元件2方式形成導電性樹脂4，在步驟上被簡化是理想的。
下面，說明本發明的彈性表面波元件的變形例。
圖8是表示其它彈性表面波元件的一個實施方式的俯視圖。
如圖8所示，輸入輸出的至少一方是平衡型，在輸出IDT電極8b和輸出IDT電極8c之間插入兩個接地電位的電極13。該電極13成為形成在構成平衡型的焊盤電極(42a、42b)之間的截斷電極圖案13。
輸入IDT電極8a和輸出IDT電極8b分開3個電極間隔，所以為反相。當為反相時，在彈性表面波裝置工作的狀態下，總產生相反的電荷，當由于急劇的溫度變化而發生熱電時，放電破壞的危險性進一步提高。因此，在圖8中，通過截斷電極圖案把輸出電極焊盤截斷，所以有效。
根據本實施方式，能形成截斷產生電位差的輸出電極焊盤42a、42b間的截斷電極圖案。據此，能使熱電分散，能實現抗放電破壞的彈性表面波裝置。
圖9～圖11是說明其它截斷電極圖案的圖。
圖9表示IDT電極為2個時的情形，圖10表示IDT電極為3個時的情形，圖11表示IDT電極為5個時的情形。
在圖9中，在輸入IDT電極8a和輸出IDT電極8b的外側形成反射器8d、8d，反射器8d、8d連接在接地電極焊盤12b上。如粗線所示，能形成從接地電極焊盤12b開始按順序連接反射器8d、輸入IDT電極8a的接地電極、輸出IDT電極8b的接地電極、反射器8d、接地電極焊盤12b的截斷電極圖案13。這樣，通過設置截斷電極圖案13，能把輸入電極焊盤-輸出電極焊盤截斷。
圖10中，在輸出IDT電極8b、8c的外側形成反射器8d、8d，反射器8d、8d連接在接地電極焊盤12b上。此外，在輸入IDT電極8a和輸出IDT電極8c之間形成反射器8e。如粗線所示，能形成從圖的上部開始按順序連接接地電極焊盤12b、反射器8d、輸出IDT電極8b的接地電極、輸入IDT電極8a的接地電極、反射器8e、輸出IDT電極8c的接地電極、反射器8d、接地電極焊盤12b的順序連接的截斷電極圖案13。這樣，通過設置截斷電極圖案13，能把輸入電極焊盤-輸出電極焊盤截斷。
圖11表示設置3個輸入IDT電極8a，在其間配置輸出IDT電極8b、8c，穿行于這些IDT電極之間，設置了彎曲狀的截斷電極圖案13的例子。
圖9是不平衡-不平衡型的2重模式共振子，圖10、圖11是不平衡-平衡型的2重模式共振子，形成截斷電極圖案13，使其截斷輸入電極焊盤和輸出電極焊盤。在這些共振子結構中，能實現與所述同樣的效果。
如上所述，說明了輸出為平衡型的，但是輸入為平衡型時也能應用本發明。
此外，模式地描述了此前說明的圖中的IDT電極等，但并不限制數量、線寬。
-基板的材料-本發明的彈性表面波元件，以倒裝方式把形成了IDT電極等的壓電基板6安裝在與該壓電基板6的熱膨脹系數大致相等并且由熱塑性樹脂構成的電路基板3上，并且用由樹脂90構成的保護構件覆蓋、固定壓電基板6和電路基板3。
這里，壓電基板6由鉭酸鋰單晶或鈮酸鋰單晶構成，電路基板3是與壓電基板6的熱膨脹系數大致相等的樹脂基板。即電路基板3由熱膨脹系數12～18ppm/℃的熱塑性環氧樹脂(熱膨脹系數13～16ppm/℃，玻化溫度123～162℃)或聚亞胺樹脂(熱膨脹系數12～15ppm/℃，230～250℃)構成，與壓電基板6的熱膨脹系數在±10％的范圍內大致一致。此外，構成保護構件的樹脂材料與電路基板3為同一材料時，不但能使熱膨脹系數一致，而且能提高密接性，所以最好。
這樣，因為電路基板3是樹脂，所以在陶瓷基板中不具有固有的脆性，即使基板的厚度薄，也不會發生破裂。此外，因為與壓電基板6的熱膨脹系數相同，所以不會由于熱處理引起的膨脹而產生破裂。據此，即使牢固地連接壓電基板6和電路基板3，也不會產生破裂，所以可以由上用樹脂覆蓋壓電基板6，也可以用包圍輸入輸出電極的接地電極連接兩個基板。
此外，使電路基板3為樹脂基板，所以不發生由此引起的安裝性的下降或破裂引起的可靠性的下降、電極的擺動引起的切片加工時的位置偏移。此外，介電常數減小，寄生電容減小，高頻特性優異。因為使樹脂基板的熱膨脹系數與壓電基板大致一致，所以不發生熱膨脹的差引起的破裂。
當壓電基板為鉭酸鋰或鈮酸鋰時，可以采用電路基板的熱膨脹系數為12～18ppm/℃的樹脂。
使電路基板3為樹脂，使它的熱膨脹系數與壓電基板6一致，所以能用樹脂牢固地固定壓電基板6和電路基板3，能實現抗來自外部沖擊的彈性表面波濾波器。并且，樹脂的介電常數小，所以能提供寄生電容減小、高頻特性優異的彈性表面波裝置。
此外，通過輸入輸出焊盤電極和包圍輸入輸出焊盤電極的接地電極牢固地把壓電基板6和電路基板3導通連接，能取得抗來自外部沖擊的彈性表面波濾波器。這時，能用該接地電極密封。
因為電路基板3由熱塑性樹脂構成，所以設置在基板上的布線轉接電極和樹脂的密接變好，在轉接電極和樹脂之間不形成空間，能實現密封性良好的彈性表面波濾波器。
此外，通過使用電路基板3的玻化溫度為230℃以上的樹脂材料，即使在倒裝法安裝時，或搭載在移動電話等模塊基板上時的無鉛焊錫的熔化溫度以上時，也不變質，能取得可靠性良好的彈性表面波濾波器。
此外，電路基板3可以用液晶聚合物等樹脂構成，無論是何種樹脂，如果具有所需的玻化溫度，就能應用本發明。
-制造方法-下面，說明制作本發明的彈性表面波元件1的實施例。
圖12表示彈性表面波元件的制造工藝。須指出的是，在制造中進行使用逐次移動式曝光裝置(縮小投影曝光機)和RIE(Reactive Ion Etching)裝置的光刻。
(1)使用丙酮和IPA，把壓電基板6(鉭酸鋰單晶的38.7oY切割)進行超聲波清洗，除去有機成分。接著，通過清潔爐充分進行基板干燥后，進行電極(最終成為各種電極的導體，為了方便，稱作電極8)的成膜。在電極8的成膜中使用濺射裝置，形成由Al-Cu(Cul重量％)合金構成的電極8。該電極膜厚約為2000(參照圖12(a))。
(2)進行旋轉涂敷，使抗蝕劑80約為0.6μm的厚度(參照圖12(b))。
(3)通過逐次移動式曝光裝置，圖形化為所需形狀，用堿性顯影液使顯影裝置中不要的部分的抗蝕劑80溶解，形成所需抗蝕圖(參照圖12(c))。
(4)通過RIE裝置，進行Al-Cu電極8的蝕刻(參照圖12(d))。
(5)剝離抗蝕劑80，結束圖形化(參照圖12(e))。
(6)用CVD裝置把由SiO2構成的保護膜50形成200的厚度(參照圖12(f))。
(7)再度全面涂敷約8μm的抗蝕劑80(參照圖12(g))。
(8)使形成輸入輸出焊盤電極40a和接地用環狀電極7的部分的抗蝕劑80感光，消除(參照圖12(h))。
(9)通過CDE除去形成輸入輸出焊盤電極40a和接地用環狀電極7的部分的SiO2保護膜50(參照圖12(i))。
(10)通過濺射把Cr、Ni、Au按順序分別成膜為100、10000、2000的厚度，形成由輸入輸出焊盤電極40a和接地用環狀電極7構成的導體膜40(參照圖12(j))。
(11)通過剝離，除去抗蝕劑80和電極抗蝕劑上的電極40，形成輸入輸出焊盤電極40a和接地用環狀電極7(參照圖12(k))。
(12)沿著切割線切斷晶片，分割為各芯片，完成彈性表面波元件。芯片尺寸為1.1～1.3mm。
下面，說明安裝。
(13)把完成的彈性表面波元件1面朝下安裝到由玻璃陶瓷構成的電路基板3上(參照圖1)。首先，在電路基板3的與輸入輸出焊盤電極40a以及接地用環狀電極7對應的部分形成成為連接電極70的焊錫凸臺，在其上面朝下搭載彈性表面波元件1，外加超聲波，進行熱壓接，然后，在240℃進行回流，進行密封。然后使用真空印刷機印刷環氧類樹脂，在100℃×1小時+150℃×3小時的條件下固化。最后，把基板切割為各裝置的形狀，分割為各裝置，完成彈性表面波裝置。
根據上述彈性表面波濾波器，在壓電基板6和電路基板3之間確保了由接地用環狀電極7包圍的密封空間，空間的高度為30μm。該高度比彈性表面波濾波器的中心頻率的波長2μm大，如果是大于它的空間高度，就不會妨礙彈性表面波的振動。
圖13表示了這樣取得的彈性表面波濾波器的電特性。在圖13中，實線表示本發明的彈性表面波濾波器的電特性，虛線表示為了比較而制作的圖14所示的以往彈性表面波濾波器的電特性。
從圖13可知，與以往的實施例相比，能取得良好的衰減特性，即，整體上能使衰減量增大，能使基準水平向特性圖的下方移動，能增大通帶以外的衰減量。通過把IDT電極8g的為接地電位的公共電極與接地用環狀電極7一體形成，能排除象以往那樣連接IDT電極18g和接地用環狀電極140b的GND連接電極130d引起的不需要的電感，防止了GND浮置。
須指出的是，在本實施例中，電路基板3為玻璃陶瓷基板，但是也可以是氧化鋁等其它陶瓷基板、或玻璃環氧基板等樹脂基板。此外，電極為Al-Cu合金構成的電極，但是當然可以使用Ni或Ti等其它材料。此外，保護膜50除了氧化硅等材料以外，也可以使用氮化硅等材料，此外，也可以使用硅等半導體材料。此外，用真空印刷機印刷環氧樹脂，但是也可以在大氣壓中進行印刷，然后進行真空脫泡。
權利要求
1.一種彈性表面波元件，其特征在于在壓電基板的一方主面上形成由一對公共電極和從它延伸出來的多個電極指構成的至少2列IDT電極、輸入輸出焊盤電極，在所述壓電基板的一方主面外周部形成接地用環狀電極；構成所述任意列的IDT電極的一方公共電極和所述接地用環狀電極一體形成。
2.根據權利要求1所述的彈性表面波元件，其中在2列的所述IDT電極間配置所述焊盤電極的至少一個。
3.一種彈性表面波裝置，特征在于把彈性表面波元件隔開規定間隔安裝在電路基板上，所述彈性表面波元件是在壓電基板的一方主面上形成由一對公共電極和從它延伸出來的多個電極指構成的至少2列IDT電極、輸入輸出焊盤電極，在所述壓電基板的一方主面外周部形成接地用環狀電極，構成所述任意列的IDT電極的一方公共電極和所述接地用環狀電極一體形成的彈性表面波元件。
4.根據權利要求3所述的彈性表面波裝置，其中所述焊盤電極以及接地用環狀電極與所述電路基板的連接是借助該焊盤電極和該接地用環狀電極進行的，并且所述接地用環狀電極連接在接地電位上。
5.根據權利要求3或4所述的彈性表面波裝置，其中所述壓電基板的一方主面和所述電路基板的安裝面之間的間隙由所述接地用環狀電極密封。
6.根據權利要求1或2所述的彈性表面波元件，其中用保護膜覆蓋所述IDT電極的表面。
7.根據權利要求3～5中任一項所述的彈性表面波裝置，其中用保護膜覆蓋所述IDT電極的表面。
8.根據權利要求6所述的彈性表面波元件，其中所述保護膜是氧化硅膜。
9.根據權利要求7所述的彈性表面波裝置，其中所述保護膜是氧化硅膜。
10.一種電子儀器，其特征在于具有接收電路和/或發送電路，并且把權利要求3、4、5、7、9中的任意一項所述的彈性表面波裝置作為所述接收電路和/或所述發送電路中設置的濾波裝置使用。
11.一種彈性表面波元件，其特征在于在壓電基板的一方主面上至少形成一個2重模式共振子電極、連接在該2重模式共振子電極上的輸入焊盤電極以及輸出焊盤電極、包圍所述2重模式共振子電極、所述輸入焊盤電極以及所述輸出焊盤電極的環狀電極；形成連接在所述環狀電極上并且截斷所述輸入焊盤電極和所述輸出焊盤電極的截斷電極圖案。
12.根據權利要求11所述的彈性表面波元件，其中所述彈性表面波元件是構成所述2重模式共振子電極的輸入共振子電極、輸出共振子電極中的至少一方成為平衡型的電極，在該成為平衡型的電極上形成所述截斷電極圖案。
13.一種彈性表面波裝置，其特征在于把彈性表面波元件隔開規定間隔安裝在電路基板上，所述彈性表面波元件是在壓電基板的一方主面上形成至少一個2重模式共振子電極、連接在該2重模式共振子電極上的輸入焊盤電極以及輸出焊盤電極、包圍所述2重模式共振子電極、所述輸入焊盤電極以及所述輸出焊盤電極的環狀電極，形成連接在所述環狀電極上并且截斷所述輸入焊盤電極和所述輸出焊盤電極的截斷電極圖案的彈性表面波元件。
14.根據權利要求13所述的彈性表面波裝置，其中在所述壓電基板的另一方主面上形成電極膜，通過連接部件把該電極膜連接在所述外部電路基板上的接地電極上。
15.根據權利要求14所述的彈性表面波裝置，其中所述連接部件為導電性樹脂。
16.根據權利要求13～15中任一項所述的彈性表面波裝置，其中所述環狀電極與外部電路基板上的接地電極連接。
17.根據權利要求13～16中的任意一項所述的彈性表面波裝置，其中通過所述環狀電極密封所述壓電基板的一方主面和所述外部電路基板的安裝面之間的間隙。
18.一種電子儀器，其中具有接收電路和/或發送電路，并且把權利要求13～17中的任意一項所述的彈性表面波裝置作為所述接收電路和/或所述發送電路中設置的濾波裝置使用。
全文摘要
一種彈性表面波元件，在壓電基板6的一方主面上形成由一對公共電極(32)和從它延伸出來的多個電極指構成的至少2列IDT電極(8g)、輸入輸出焊盤電極(40a)，在所述壓電基板(6)的一方主面外周部形成接地用環狀電極(7)，構成所述任意列的IDT電極(8g)的一方的公共電極(32a)和所述接地用環狀電極(7)一體形成。根據本發明的彈性表面波元件，能把所述焊盤電極(40a)的至少一個配置在2列所述IDT電極(8g)之間，所以能提供能實現小型化和良好的電特性的彈性表面波裝置。
文檔編號H03H9/25GK1499717SQ200310104409
公開日2004年5月26日 申請日期2003年10月28日 優先權日2002年10月30日
發明者山形佳史, 大塚一弘, 弘, 一, 丸田幸一, 伊藤干, 夫, 尾原郁夫 申請人:京瓷株式會社