本發(fā)明涉及利用聲表面波(saw:surfaceacousticwave)等彈性波的彈性波裝置。
背景技術(shù):
作為彈性波裝置,例如,已知在壓電基板上設(shè)置有對saw進(jìn)行激勵的激勵電極的saw裝置(例如專利文獻(xiàn)1以及2)。激勵電極由具有并列延伸的多個(gè)電極指的一對梳齒電極構(gòu)成。在專利文獻(xiàn)1以及2中,公開了一種saw裝置,為了提高激勵電極的諧振特性,設(shè)置了與激勵電極并聯(lián)連接的電容元件。
專利文獻(xiàn)1以及2的電容元件由具有并列延伸的多個(gè)電極指的一對梳齒電極構(gòu)成。在專利文獻(xiàn)1中,為了降低電容元件處的saw的反射波的影響,而使電容元件的電極指相對于激勵電極的電極指進(jìn)行了傾斜。在專利文獻(xiàn)2中,為了通過在高頻帶中提高電容元件的q值來降低saw裝置的損耗,而在從壓電基板的主面向其上方離開的位置設(shè)置了電容元件。
若如專利文獻(xiàn)1那樣,將電容元件設(shè)置在壓電基板上,則電容元件也對彈性波進(jìn)行激勵而發(fā)生諧振。結(jié)果,彈性波裝置的特性下降。此外,若如專利文獻(xiàn)2那樣,使電容元件離開壓電基板,則必須通過與激勵電極不同的導(dǎo)體層來構(gòu)成電容元件,此外,因?yàn)閷?dǎo)體層立體地配置,所以制造成本增大。
因此,期望提供一種能夠適當(dāng)降低電容元件的經(jīng)由彈性波的諧振的彈性波裝置。
在先技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:jp特開平05-167384號公報(bào)
專利文獻(xiàn)2:jp特開2008-109413號公報(bào)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的一方式所涉及的彈性波裝置具有:壓電基板;激勵電極,其位于所述壓電基板的主面;電容元件,其位于所述主面,并與所述激勵電極連接;和絕緣體,其僅與所述激勵電極以及所述電容元件之中的所述電容元件重疊。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu),能夠降低電容元件的經(jīng)由彈性波的諧振。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的saw裝置的外觀立體圖。
圖2是將圖1的saw裝置局部剖開而表示的立體圖。
圖3是表示圖1的saw裝置的idt電極及其周邊的俯視圖。
圖4是圖3的iv-iv線處的剖面圖。
圖5(a)以及圖5(b)是表示第2以及第3實(shí)施方式所涉及的saw諧振器以及電容元件的俯視圖。
圖6(a)以及圖6(b)是表示第4以及第5實(shí)施方式所涉及的saw諧振器以及電容元件的俯視圖。
圖7是表示第6實(shí)施方式所涉及的saw諧振器以及電容元件的俯視圖。
圖8(a)以及圖8(b)是表示第7以及第8實(shí)施方式所涉及的saw諧振器以及電容元件的俯視圖。
圖9(a)以及圖9(b)是表示第9以及第10實(shí)施方式所涉及的saw諧振器以及電容元件的俯視圖。
圖10(a)以及圖10(b)是表示并聯(lián)連接有電容元件的saw諧振器的阻抗特性的示意圖。
圖11(a)以及圖11(b)是表示電容元件的阻抗特性的示意圖。
圖12(a)是圖11(b)的區(qū)域xiia的放大圖,圖12(b)是圖11(b)的區(qū)域xiib的放大圖。
圖13是表示作為saw裝置的利用例的分波器的示意圖。
圖14是表示作為分波器的利用例的通信裝置的框圖。
圖15是表示電容元件的連接所涉及的變形例的框圖。
具體實(shí)施方式
以下,參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的saw裝置進(jìn)行說明。另外,以下的說明中所使用的圖是示意性的圖,附圖上的尺寸比例等并不一定與實(shí)際的尺寸比例一致。
在第2實(shí)施方式以后,關(guān)于與已經(jīng)說明過的實(shí)施方式相同或類似的結(jié)構(gòu),有時(shí)使用與對已經(jīng)說明過的實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)標(biāo)注的標(biāo)號相同的標(biāo)號,并省略圖示以及說明。此外,在第2實(shí)施方式以后,關(guān)于與已經(jīng)說明過的實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)對應(yīng)(類似)的結(jié)構(gòu),在標(biāo)注了與對已經(jīng)說明過的實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)標(biāo)注的標(biāo)號不同的標(biāo)號的情況下,對于沒有特別說明的事項(xiàng),與已經(jīng)說明過的實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)相同。
<第1實(shí)施方式>
圖1是本發(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的saw裝置1的外觀立體圖。此外,圖2是將saw裝置1的一部分剖開而表示的立體圖。
saw裝置1可以將任意的方向作為上方或下方,但在以下的實(shí)施方式中,有時(shí)為了方便起見,定義正交坐標(biāo)系xyz,并且將z方向的正側(cè)(圖1的紙面上方側(cè))作為上方,使用上表面、下表面等用語。另外,正交坐標(biāo)系xyz是基于saw裝置1的形狀來定義的,并不是指壓電基板的電軸、機(jī)械軸以及光軸。
saw裝置1例如是比較小型的大致長方體狀的電子部件。其尺寸可以適當(dāng)設(shè)定,例如,厚度為0.1mm~0.4mm,俯視時(shí)的長邊以及短邊的長度為0.5mm~3mm。在saw裝置1的上表面,露出有多個(gè)焊盤7。saw裝置1使上表面相對于未圖示的安裝基板的主面對置而配置,并通過由焊料等構(gòu)成的凸塊將設(shè)置于所述安裝基板的主面的未圖示的多個(gè)焊盤和多個(gè)焊盤7進(jìn)行接合,從而安裝于安裝基板。安裝后,也可以進(jìn)行樹脂密封。
saw裝置1例如由所謂晶片級封裝(wlp)形的saw裝置構(gòu)成。saw裝置1例如具有:元件基板3;設(shè)置在元件基板3的第1主面3a上的作為激勵電極的idt(interdigitaltransducer,叉指換能器)電極5(圖2);設(shè)置在第1主面3a上,與idt電極5連接的上述的多個(gè)焊盤7;覆蓋idt電極5并且使焊盤7露出的蓋體9(圖1);和設(shè)置于元件基板3的第2主面3b的背面部11。
saw裝置1經(jīng)由多個(gè)焊盤7的任意一者來進(jìn)行信號的輸入。所輸入的信號由idt電極5等進(jìn)行濾波。然后,saw裝置1將進(jìn)行濾波后的信號經(jīng)由多個(gè)焊盤7的任意一者來進(jìn)行輸出。各構(gòu)件的具體結(jié)構(gòu)如下。
元件基板3例如由所謂的粘合基板構(gòu)成。即,元件基板3具有壓電基板13、和粘合于壓電基板13的下表面的支承基板15。
壓電基板13例如由鈮酸鉭(litao3)、鈮酸鋰(linbo3)單晶等具有壓電性的單晶的基板構(gòu)成。更優(yōu)選的是,壓電基板13由42°±10°y-x切的litao3、128°±10°y-x切的linbo3基板或者0°±10°y-x切的linbo3基板等構(gòu)成。此外,也可以使用水晶(sio2)單晶等。
壓電基板13的厚度例如是固定的,其大小可以根據(jù)應(yīng)用saw裝置1的技術(shù)領(lǐng)域、saw裝置1所要求的規(guī)格等來適當(dāng)設(shè)定。作為一例,壓電基板13的厚度為10~30μm。壓電基板13的平面形狀以及各種尺寸也可以適當(dāng)?shù)卦O(shè)定。
支承基板15例如由熱膨脹系數(shù)比壓電基板13的材料小的材料形成。因此,若產(chǎn)生溫度變化則在壓電基板13產(chǎn)生熱應(yīng)力,此時(shí),彈性常數(shù)的溫度依賴性與應(yīng)力依賴性相互抵消,進(jìn)而,saw裝置1的電特性的溫度變化得到補(bǔ)償。作為這樣的材料,例如,能夠列舉藍(lán)寶石等單晶、硅等半導(dǎo)體以及氧化鋁質(zhì)燒結(jié)體等陶瓷。另外,支承基板15也可以對由彼此不同的材料構(gòu)成的多個(gè)層進(jìn)行層疊而構(gòu)成。
支承基板15的厚度例如是固定的,其大小可以與壓電基板13的厚度同樣地適當(dāng)設(shè)定。但是,支承基板15的厚度對壓電基板13的厚度加以考慮來進(jìn)行設(shè)定,使得能適宜地進(jìn)行溫度補(bǔ)償。作為一例,相對于壓電基板13的厚度10~30μm,支承基板15的厚度為100~300μm。支承基板15的平面形狀以及各種尺寸,例如與壓電基板13相同。
壓電基板13以及支承基板15,例如,經(jīng)由未圖示的粘接層而彼此進(jìn)行了粘合。粘接層的材料既可以是有機(jī)材料,也可以是無機(jī)材料。作為有機(jī)材料,例如,可以列舉熱固化性樹脂等樹脂。作為無機(jī)材料,例如,可以列舉sio2。此外,兩基板也可以通過在利用等離子體等對粘接面進(jìn)行活化處理之后無粘接層地進(jìn)行粘合的、所謂直接接合來進(jìn)行粘合。
idt電極5、多個(gè)焊盤7和將它們進(jìn)行連接的布線17(圖2)、以及后述的反射器27(圖3)和電容元件31(圖3),例如,由形成在壓電基板13的主面(第1主面3a)上的導(dǎo)電層構(gòu)成。導(dǎo)電層的厚度例如為100~500nm。導(dǎo)電層既可以由一種導(dǎo)電材料構(gòu)成,也可以由多種導(dǎo)電材料層疊而構(gòu)成。
此外,idt電極5、多個(gè)焊盤7和布線17、以及后述的反射器27和電容元件31,例如,由彼此相同的導(dǎo)電材料構(gòu)成。但是,它們也可以由彼此不同的材料構(gòu)成。此外,例如,焊盤7也可以在與idt電極5相同的材料以及厚度的層的基礎(chǔ)上,出于提高與焊料等的連接性等目的而重疊其他導(dǎo)電層。導(dǎo)電材料例如是al-cu合金等al合金。
焊盤7的數(shù)量和配置位置、以及布線17的數(shù)量和配置,根據(jù)由idt電極5構(gòu)成的濾波器的結(jié)構(gòu)等來適當(dāng)設(shè)定。在圖1以及圖2中,例示了6個(gè)焊盤7沿著第1主面3a的外周排列的情況。焊盤7的平面形狀可以適當(dāng)?shù)卦O(shè)定,例如為圓形。布線17可以設(shè)置為隔著未圖示的絕緣材料進(jìn)行立體交叉。在該情況下,成為上側(cè)的布線17也可以通過與成為下側(cè)的布線17不同的材料而形成得比成為下側(cè)的布線17厚等。
關(guān)于蓋體9(圖1),例如,其外側(cè)形狀形成為大致覆蓋第1主面3a的整體的固定厚度的層狀。即,在本實(shí)施方式中,第1主面3a為矩形,對應(yīng)于此,蓋體9的外側(cè)形狀大致形成為薄型的長方體狀。而且,蓋體9的外緣位于比元件基板3的外周更靠近內(nèi)側(cè)。由此,能夠在用密封樹脂覆蓋蓋體9時(shí)提高密封樹脂與元件基板3的接合強(qiáng)度。
蓋體9具有:設(shè)置在第1主面3a上,在第1主面3a的俯視時(shí)包圍idt電極5的框部19(圖1以及圖2);和與框部19重疊,堵塞框部19的開口的蓋部21(圖1)。而且,通過由第1主面3a(嚴(yán)格來說是后述的保護(hù)層35)、框部19以及蓋部21所包圍的空間,形成了用于使saw的激勵以及傳播容易化的振動空間23(圖2)。
振動空間23的數(shù)量、配置以及形狀可以根據(jù)idt電極5等的配置來適當(dāng)設(shè)定。在圖2中,例示了設(shè)置有由多邊形構(gòu)成的2個(gè)振動空間23的情況。在圖2中,在各振動空間23中,設(shè)置有1個(gè)idt電極5。但是,在各振動空間23中,也可以配置多個(gè)idt電極5。多個(gè)idt電極5可以構(gòu)成梯型濾波器、以及多模saw諧振器濾波器等。
框部19通過在大致固定厚度的層形成1個(gè)以上(圖2中為2個(gè))的成為振動空間23的開口而構(gòu)成??虿?9的厚度(振動空間23的高度)例如為數(shù)μm~30μm。蓋部21通過大致固定厚度的層而構(gòu)成。蓋部21的厚度例如為數(shù)μm~30μm。
框部19以及蓋部21既可以由同一材料形成,也可以由彼此不同的材料形成。在本申請中,為了便于說明,明示了框部19與蓋部21的邊界線,但在實(shí)際的產(chǎn)品中,框部19和蓋部21也可以由同一材料一體地形成。
蓋體9(框部19以及蓋部21)例如由感光性的樹脂形成。感光性的樹脂,例如是通過丙烯酸基、甲基丙烯酰基等的自由基聚合而固化的、氨基甲酸酯丙烯酸酯系、聚酯丙烯酸酯系、環(huán)氧丙烯酸酯系的樹脂。此外,也可以使用聚酰亞胺系的樹脂等。
在蓋體9上,例如,形成有用于使焊盤7露出的缺口或孔(省略標(biāo)號)。在圖1以及圖2的示例中,在框部19形成有孔,在蓋部21形成有缺口。另外,也可以不形成缺口或孔,而通過使蓋體9的面積小于壓電基板13,從而使焊盤7露出。
背面部11并未特別圖示,但例如具有對元件基板3的第2主面3b的大致整個(gè)面進(jìn)行覆蓋的背面電極、和覆蓋背面電極的絕緣性的保護(hù)層。通過背面電極,從而因溫度變化等而向元件基板3表面充電的電荷被放電。通過保護(hù)層,來抑制元件基板3的損傷。
圖3是表示idt電極5及其周邊的俯視圖。在該圖中,振動空間23也用點(diǎn)線來示出。
另外,在圖3中,在1個(gè)振動空間23中配置有1個(gè)idt電極5,但如上所述在1個(gè)振動空間23中可以配置多個(gè)idt電極5。
idt電極5例如與在其兩側(cè)配置的2個(gè)反射器27一起構(gòu)成了單端口型的saw諧振器25。此外,在idt電極5,連接有電容元件31。
saw諧振器25例如從作為布線17的一例的輸入布線17a輸入信號,產(chǎn)生經(jīng)由saw的諧振,并向作為布線17的一例的輸出布線17b輸出信號。電容元件31有助于提高saw諧振器25的諧振特性。
雖未特別圖示,但saw諧振器25例如利用于梯型濾波器。具體而言,如公知的那樣,通過設(shè)置串聯(lián)連接的多個(gè)串聯(lián)諧振器(saw諧振器25)、和與多個(gè)串聯(lián)諧振器之間以及接地(基準(zhǔn)電位)連接的多個(gè)并聯(lián)諧振器(saw諧振器25),從而構(gòu)成梯型濾波器。如上所述,該梯型濾波器也可以配置于1個(gè)振動空間23。
idt電極5具有一對梳齒電極29。各梳齒電極29具有:彼此對置的匯流條29a、和從匯流條29a向其對置方向延伸的多個(gè)電極指29b。一對梳齒電極29配置為多個(gè)電極指29b相互嚙合(交叉)。
另外,saw的傳播方向由多個(gè)電極指29b的朝向等來規(guī)定,但在本實(shí)施方式中,有時(shí)為了方便起見,以saw的傳播方向?yàn)榛鶞?zhǔn),對多個(gè)電極指29b的朝向等進(jìn)行說明。
匯流條29a例如形成為以大致固定的寬度在saw的傳播方向(x方向)上呈直線狀延伸的長條狀。一對梳齒電極29的匯流條29a,在與saw的傳播方向交叉的方向(y方向)上對置。
多個(gè)電極指29b例如形成為以大致固定的寬度在與saw的傳播方向正交的方向(y方向)上呈直線狀延伸的長條狀,并在saw的傳播方向(x方向)上以大致固定的間隔排列。關(guān)于一對梳齒電極29的多個(gè)電極指29b,將其間距p(例如電極指29b的中心間距離)例如設(shè)置為與想要諧振的頻率下的saw的波長λ的半波長相等。波長λ例如為1.5μm以上且6μm以下。
也可以在多個(gè)電極指29b的一部分,使其間距p相對較小,或者反之,使間距p相對較大。已知通過設(shè)置這樣的窄間距部或?qū)掗g距部,能夠提高saw元件的頻率特性。另外,在本實(shí)施方式中,在簡稱為間距p的情況下,若無特別說明,則是指將窄間距部以及寬間距部的間距p排除在外的部分(多個(gè)電極指29b的大部分)的間距p或其平均值。
多個(gè)電極指29b的根數(shù)、長度(y方向)以及寬度(x方向),可以根據(jù)saw裝置1所要求的電特性等來適當(dāng)設(shè)定。作為一例,saw諧振器25中的多個(gè)電極指29b的根數(shù)為100以上且400根以下。多個(gè)電極指29b的長度以及寬度例如彼此相等。
反射器27例如在俯視時(shí)形成為格子狀。即,反射器27具有:在與saw的傳播方向交叉的方向上彼此對置的一對匯流條27a、和在這些匯流條27a之間向與saw的傳播方向正交的方向(y方向)延伸的多個(gè)條帶(strip)27b。
匯流條27a例如形成為以大致固定的寬度在saw的傳播方向(x方向)上呈直線狀延伸的長條狀。一對匯流條27a在與saw的傳播方向交叉的方向(y方向)上對置。
條帶27b以與idt電極5的多個(gè)電極指29b相等的間距進(jìn)行排列。彼此相鄰的電極指29b與條帶27b之間的間距(idt電極5與反射器27的間隙)也設(shè)為與多個(gè)電極指29b的間距相等。條帶27b的根數(shù)、長度(y方向)以及寬度(x方向)可以根據(jù)saw諧振器25所要求的電特性等來適當(dāng)設(shè)定。例如,條帶27b的根數(shù)在各反射器27中為20根左右。
若通過多個(gè)電極指29b對壓電基板13施加電壓,則在壓電基板13的上表面(第1主面3a)附近,會誘發(fā)沿著第1主面3a傳播的saw。該saw由多個(gè)電極指29b以及多個(gè)條帶27b反射。結(jié)果,形成以多個(gè)電極指29b的間距p為半波長的saw的駐波。駐波在第1主面3a產(chǎn)生電荷(與駐波同一頻率的電信號)。該電信號通過多個(gè)電極指29b而被取出。
電容元件31例如設(shè)為與idt電極5類似的結(jié)構(gòu)。具體而言,電容元件31具有一對電容電極33。一對電容電極33由一對梳齒電極構(gòu)成,具有彼此對置的匯流條33a、和從匯流條33a向其對置方向延伸的多個(gè)電極指33b。一對電容電極33配置為多個(gè)電極指33b相互嚙合(交叉)。
通過采用這樣的結(jié)構(gòu),從而電容元件31能夠在小型的同時(shí)增大電容。另一方面,有可能與idt電極5同樣地,產(chǎn)生經(jīng)由saw的諧振,由此,有可能導(dǎo)致saw裝置1的電特性下降。
匯流條33a例如形成為在saw的傳播方向(x方向)上呈直線狀延伸的長條狀,并在與saw的傳播方向交叉的方向(y方向)上對置。因此,在本實(shí)施方式中,電容元件31的匯流條33a相對于idt電極5的匯流條29a平行。匯流條33a的寬度例如是大致固定的。
多個(gè)電極指33b例如形成為在與saw的傳播方向正交的方向(y方向)上呈直線狀延伸的長條狀。因此,在本實(shí)施方式中,電容元件31的電極指33b相對于idt電極5的電極指29b平行。換言之,電極指33b相對于電極指29b的角度為0°。電極指33b的長度以及寬度例如是大致固定的。
多個(gè)電極指33b的間距p在本實(shí)施方式中是大致固定的。多個(gè)電極指33b的間距p與電極指33b的長度以及根數(shù)一起適當(dāng)?shù)卦O(shè)定,以使得能夠通過電容元件31來得到想要得到的電容。電容元件31的電容可以按照公知的示例來適當(dāng)?shù)卦O(shè)定。
此外,電容元件31的電極指33b的間距p設(shè)為與idt電極5的電極指29b的間距p不同的大小,使得電容元件31的諧振對saw諧振器25的特性造成的影響得到降低。例如,電極指33b的間距p設(shè)為大于電極指29b的間距p,使得電容元件31的諧振點(diǎn)位于比idt電極5的諧振點(diǎn)更靠低頻率側(cè)。例如,電極指33b的間距p是電極指29b的間距p的1.5倍~3倍。
電容元件31例如相對于idt電極5位于saw的傳播方向的一側(cè)。因此,若沿saw的傳播方向觀察,則電容元件31的多個(gè)電極指33b的交叉寬度w(沿saw的傳播方向觀察的彼此相鄰的電極指的重復(fù)的長度),與idt電極5的多個(gè)電極指29b的交叉寬度w重疊。
在這樣的配置中,根據(jù)申請人的模擬計(jì)算以及實(shí)測結(jié)果,能夠降低電容元件31所引起的插入損耗。其中,電容元件31也可以配置為電容元件31的交叉寬度w與idt電極5的交叉寬度w不重疊。在該情況下,也能夠降低電容元件31所引起的插入損耗。進(jìn)而,根據(jù)申請人的模擬計(jì)算以及實(shí)測結(jié)果,能夠降低電容元件31所引起的雜散(spurious)。
電容元件31相對于idt電極5并聯(lián)連接。具體而言,例如,電容元件31的一個(gè)匯流條33a經(jīng)由作為布線17的一例的連接布線17c而與idt電極5的一個(gè)匯流條29a連接,電容元件31的另一個(gè)匯流條33a經(jīng)由另一連接布線17c而與idt電極5的另一個(gè)匯流條29a連接。另外,也可以并非經(jīng)由匯流條33a而是經(jīng)由電極指將電容元件31與idt電極5進(jìn)行連接等。
電容元件31例如針對1個(gè)idt電極5設(shè)置1個(gè)。如上所述,在多個(gè)idt電極5構(gòu)成梯型濾波器的情況下,電容元件31既可以針對其中一部分(1個(gè)或多個(gè))idt電極5的每一個(gè)進(jìn)行設(shè)置,又可以針對全部idt電極5的每一個(gè)進(jìn)行設(shè)置,還可以針對串聯(lián)諧振器進(jìn)行設(shè)置,也可以針對并聯(lián)諧振器進(jìn)行設(shè)置。此外,也可以與本實(shí)施方式不同,針對2個(gè)以上的idt電極5公共設(shè)置1個(gè)電容元件31,或者針對1個(gè)idt電極5設(shè)置多個(gè)電容元件31。
圖4是圖3的iv-iv線處的剖面圖。另外,為了方便圖示,在圖4中,與圖3相比減少了電極指的根數(shù)。
在元件基板3的第1主面3a上,重疊有保護(hù)層35。保護(hù)層35例如是有助于導(dǎo)電層的抗氧化等的層,覆蓋了saw諧振器25、電容元件31以及布線17(圖1)等。另外,布線17的一部分也可以設(shè)置在保護(hù)層35之上。此外,通過在保護(hù)層35形成開口從而焊盤7(圖1)從保護(hù)層35露出。蓋體9重疊在保護(hù)層35之上。
保護(hù)層35例如通過氧化硅(sio2等)、氧化鋁、氧化鋅、氧化鈦、氮化硅或硅來形成。保護(hù)層35的厚度例如是idt電極5的厚度的1/10程度(10~30nm)。通過這樣使保護(hù)層35比較薄,從而使saw的激勵以及傳播容易化。
如圖3以及圖4所示,振動空間23位于saw諧振器25上,另一方面,在電容元件31上隔著保護(hù)層35重疊了框部19??虿?9例如重疊于電容元件31的整體。但是,框部19也可以僅重疊于電容元件31的一部分。此外,在電容元件31上,也可以不設(shè)置保護(hù)層35,而將框部19直接重疊于電容元件31。
具有以上結(jié)構(gòu)的saw裝置1的制造方法,除了電容元件31以及框部19的具體形狀等以外,可以采用與公知方法同樣的方法。
例如,首先,準(zhǔn)備獲取多個(gè)元件基板3的晶片。接下來,通過經(jīng)由掩模的導(dǎo)電材料的成膜、或成膜后的導(dǎo)電材料的經(jīng)由掩模的蝕刻,從而在元件基板3的第1主面3a上,形成saw諧振器25、電容元件31、布線17以及焊盤7等的導(dǎo)電層。接下來,經(jīng)由掩模對成為保護(hù)層35的材料進(jìn)行成膜,或者經(jīng)由掩模對成膜后的成為保護(hù)層35的材料進(jìn)行蝕刻,來形成保護(hù)層35。
接下來,形成成為框部19的由感光性樹脂構(gòu)成的薄膜。薄膜例如通過粘貼膜來形成。另外,成為框部19的薄膜可以通過cvd(chemicalvapordeposition,化學(xué)氣相沉積)或旋涂法等來形成。若形成薄膜,則通過光刻法等,去除薄膜的一部分,形成構(gòu)成振動空間23的開口以及使焊盤7露出的開口等。
接下來,形成成為蓋部21的由感光性樹脂構(gòu)成的薄膜。薄膜例如與框部19同樣地通過膜的粘貼來形成。若形成薄膜,則通過光刻法等,去除薄膜的一部分,形成使焊盤7露出的缺口等。然后,從晶片切出saw裝置1。
如上所述,在本實(shí)施方式中,saw裝置1具有:壓電基板13;位于壓電基板13的主面(第1主面3a)的idt電極5(激勵電極);位于第1主面3a且與idt電極5并聯(lián)連接的電容元件31;和僅與idt電極5以及電容元件31之中的電容元件31重疊的絕緣體(蓋體9)。
因此,即使通過電容元件31對壓電基板13施加電壓,在與電容元件31重疊的區(qū)域中,也能夠通過蓋體9來抑制壓電基板13的變形,進(jìn)而,能夠抑制彈性波(例如saw)的產(chǎn)生。結(jié)果,電容元件31的經(jīng)由彈性波的諧振得到抑制,saw裝置1的特性因電容元件31的經(jīng)由彈性波的諧振而下降的情況得到抑制。具體而言,例如,能夠降低電容元件31所引起的雜散,結(jié)果,例如,能夠降低saw諧振器25的插入損耗。
此外,在本實(shí)施方式中,絕緣體(蓋體9)具有:包圍idt電極5并且與電容元件31重疊的框部19、和堵塞框部19的開口的蓋部21。
因此,能夠通過為了優(yōu)化saw的傳播而構(gòu)成振動空間23的蓋體9,來抑制電容元件31的諧振。即,無需為了抑制電容元件31的諧振而新設(shè)置構(gòu)件,能夠?qū)崿F(xiàn)小型化以及制造成本的削減。
此外,在本實(shí)施方式中,電容元件31由具有并列延伸的多個(gè)電極指33b、且該多個(gè)電極指33b配置為相互交叉的一對梳齒電極(電容電極33)構(gòu)成。
如上所述,這樣的電容元件31容易確保電容,另一方面容易產(chǎn)生諧振。但是,因?yàn)橹C振通過框部19而受到抑制,所以作為整體,能夠得到小型且適宜的特性的saw裝置1。換言之,能夠更有效地取得將框部19重疊于電容元件31的效果。
此外,在本實(shí)施方式中,idt電極5由具有并列延伸的多個(gè)電極指29b、且該多個(gè)電極指29b配置為相互交叉的一對梳齒電極29構(gòu)成。電容元件31的多個(gè)電極指33b相對于idt電極5的多個(gè)電極指29b的角度為0°以上且小于90°(在本實(shí)施方式中為0°)。
因此,與所述角度為90°的情況相比較,能夠降低因設(shè)置了電容元件31而引起的saw裝置1的插入損耗。該效果通過申請人的模擬以及實(shí)測結(jié)果可以看出。作為取得這樣的效果的理由,可以列舉以下事項(xiàng)。對壓電基板13的切角(cutangle)以及與其相對的idt電極5的電極指29b的延伸方向進(jìn)行了選擇以使saw適宜地傳播。因此,若電容元件31的多個(gè)電極指33b在與idt電極5的電極指29b正交的方向上延伸,則電容元件31會對壓電基板13在損耗最大的方向上施加電場。據(jù)此,若電容元件31的電極指33b相對于idt電極5的電極指29b的角度小于90°,則能夠降低損耗。
但是,若所述角度小于90°,則雖然能夠降低損耗,但由于電容元件31對壓電基板13施加的電場從而壓電基板13容易發(fā)生變形。結(jié)果,容易產(chǎn)生電容元件31的經(jīng)由彈性波的諧振,例如,在電容元件31產(chǎn)生雜散。但是,在本實(shí)施方式中,通過蓋體9來抑制了電容元件31的經(jīng)由彈性波的諧振,因此通過角度小于90°從而能夠抑制插入損耗并且降低雜散。作為整體,能夠得到電特性優(yōu)異的saw裝置1。
另外,上述的插入損耗的降低的效果是通過如上所述降低產(chǎn)生損耗的方向上的電場形成而產(chǎn)生的,所以上述角度越小則效果越大。這一情況通過申請人的模擬以及實(shí)測結(jié)果也得到了確認(rèn)。于是,在本實(shí)施方式中,因?yàn)樯鲜鼋嵌葹?5°以下(0°),所以插入損耗進(jìn)一步得到降低。
此外,在本實(shí)施方式中,saw裝置1還具有與壓電基板13粘合的支承基板15。
像這樣將壓電基板13與支承基板15粘合的情況下,因?yàn)橥ㄟ^支承基板15能夠得到元件基板3的強(qiáng)度等,所以壓電基板13形成得比較薄。例如,與不同于本實(shí)施方式而元件基板僅由壓電基板構(gòu)成的情況(該情況也包含在本申請發(fā)明中)下的壓電基板的厚度相比,壓電基板13的厚度設(shè)為1/10程度。結(jié)果,在壓電基板13產(chǎn)生的體波不被壓電基板13散射,而在壓電基板13與支承基板15的界面反射而形成駐波。因此,在電容元件31中,也會產(chǎn)生經(jīng)由體波的諧振,產(chǎn)生雜散。但是,在本實(shí)施方式中,能夠通過絕緣體(蓋體9)來抑制電容元件31的電場所引起的壓電基板13的變形,能夠降低雜散。即,在使用粘合基板的情況下,能夠有效地取得絕緣體對電容元件31中的雜散的降低效果。
<第2實(shí)施方式>
圖5(a)是表示第2實(shí)施方式的saw裝置的saw諧振器25以及電容元件31的俯視圖。
第2實(shí)施方式僅電容元件31的朝向與第1實(shí)施方式不同。即,在第2實(shí)施方式中,電容元件31配置為其電極指33b相對于idt電極5的電極指29b的角度θ大于0°且小于90°。換言之,電極指33b相對于電極指29b傾斜。此外,電容元件31的匯流條33a也以和電極指33b與電極指29b的角度相同的角度,相對于idt電極5的匯流條29a傾斜。
如上所述,角度θ越小,越能夠降低電容元件31所引起的插入損耗,另一方面,雜散卻越大。即,關(guān)于角度θ的變化,插入損耗的降低與雜散的降低處于此消彼長(tradeoff)的關(guān)系。因此,根據(jù)saw裝置1整體的結(jié)構(gòu)、或saw諧振器25整體的結(jié)構(gòu),將角度θ設(shè)為大于0°且小于90°的適當(dāng)?shù)闹?,由此作為整體能夠獲得最接近于所希望的特性的特性。
例如,在與實(shí)施方式不同,不將絕緣體(蓋體9)重疊于電容元件31的情況下,根據(jù)申請人的模擬以及實(shí)測結(jié)果,在45°附近,得到插入損耗的降低與雜散的降低取得了平衡的適宜的saw裝置。另外,在將絕緣體重疊于電容元件31的情況下,因?yàn)橥ㄟ^絕緣體而使雜散降低,所以如第1實(shí)施方式所例示的那樣,在角度θ為0°附近獲得適宜的特性。
<第3實(shí)施方式>
圖5(b)是表示第3實(shí)施方式的saw裝置的saw諧振器25以及電容元件331的俯視圖。
第3實(shí)施方式與第1實(shí)施方式的不同之處在于,與第2實(shí)施方式同樣地,電容元件331(電容電極333)的電極指333b相對于idt電極5的電極指29b傾斜。但是,在第3實(shí)施方式中,電容元件331的匯流條333a與第2實(shí)施方式不同,與idt電極5的匯流條29a平行。從其他觀點(diǎn)來看,第2實(shí)施方式與第1實(shí)施方式的不同之處在于,電容元件331的電極指333b相對于電容元件331的匯流條333a的對置方向(y方向)傾斜地延伸。
在該結(jié)構(gòu)中,首先,因?yàn)殡娙菰?31的電極指333b相對于idt電極5的電極指29b傾斜,所以能夠與第2實(shí)施方式同樣地,實(shí)現(xiàn)插入損耗的降低和雜散的降低這兩者。另外,與第2實(shí)施方式同樣,角度θ可以在大于0°且小于90°的范圍或大于0°且小于45°的范圍內(nèi)適當(dāng)?shù)卦O(shè)定。
進(jìn)而,在電容元件331中,電極指333b相對于匯流條333a傾斜,所以難以遍及多個(gè)電極指333b形成駐波,經(jīng)由彈性波的諧振得到抑制。根據(jù)申請人的模擬以及實(shí)測結(jié)果,確認(rèn)了在第2實(shí)施方式和第3實(shí)施方式中,即使角度θ彼此相同,第3實(shí)施方式也比第2實(shí)施方式更能夠降低雜散。
另外,雖未特別圖示,但在電容元件331中也可以在保持電極指333b相對于匯流條333a傾斜的特征的同時(shí),與本實(shí)施方式不同,使匯流條333a相對于idt電極5的匯流條29a傾斜或正交。在該情況下,電極指333b既可以與第2實(shí)施方式同樣地相對于idt電極5的電極指29b傾斜,又可以與第1實(shí)施方式同樣地平行,還可以與這些情況都不同而正交。
關(guān)于相互對置的匯流條333a的對置方向,例如,若匯流條333a的相互對置的緣部是互相平行的直線狀,則能夠由與該直線正交的方向來定義。在匯流條333a的相互對置的緣部通過變跡的一種而彼此不平行的情況下,可以對匯流條333a的整體形狀等以及技術(shù)常識加以考慮來適當(dāng)?shù)囟x對置方向。
<第4實(shí)施方式>
圖6(a)是表示第4實(shí)施方式的saw裝置的saw諧振器25以及電容元件431的俯視圖。
第4實(shí)施方式僅電容元件431(電容電極433)的形狀與第1實(shí)施方式不同。具體而言,電容元件431的電極指433b形成為v字狀。即,電極指433b發(fā)生了折曲。
在該結(jié)構(gòu)中,與第3實(shí)施方式同樣地,電容元件431的電極指433b相對于idt電極5的電極指29b傾斜,并且此外,在電容元件431中電極指433b相對于一對匯流條433a的對置方向傾斜地延伸。因此,能夠與第3實(shí)施方式同樣地,實(shí)現(xiàn)插入損耗的降低和雜散的降低這兩者,特別是,在雜散的降低方面很有效。
v字的折曲部的角度可以在大于0°且小于180°的范圍或大于0°且小于90°的范圍內(nèi)適當(dāng)?shù)卦O(shè)定。電容元件431的電極指433b相對于idt電極5的電極指29b的角度θ與第2實(shí)施方式同樣地,可以在大于0°且小于90°的范圍或大于0°且小于45°的范圍內(nèi)適當(dāng)?shù)卦O(shè)定。
雖未特別圖示,但在電容元件431中也可以在保持電極指433b發(fā)生了折曲的特征的同時(shí),與本實(shí)施方式不同,使電容元件431的匯流條433a相對于idt電極5的匯流條29a傾斜或正交。在該情況下,也可以使電極指433b的一部分相對于電極指29b平行或正交。
<第5實(shí)施方式>
圖6(b)是表示第5實(shí)施方式的saw裝置的saw諧振器25以及電容元件531的俯視圖。
第5實(shí)施方式與第4實(shí)施方式同樣地,電容元件531(電容電極533)的電極指533b發(fā)生了折曲。但是,第4實(shí)施方式的電極指433b呈v字狀,相對于此,第5實(shí)施方式的電極指533b設(shè)為w字狀。
根據(jù)本實(shí)施方式,能夠取得與第4實(shí)施方式同樣的效果。但是,根據(jù)申請人的模擬結(jié)果以及實(shí)測結(jié)果,對于雜散的降低效果而言,第4實(shí)施方式高于第5實(shí)施方式。這可以認(rèn)為是因?yàn)椋粽矍枯^多,則作為電極指433b整體接近于直線。
與其他實(shí)施方式同樣,折曲部的角度可以在大于0°且小于180°的范圍或大于0°且小于90°的范圍內(nèi)適當(dāng)?shù)卦O(shè)定,電容元件531的電極指533b相對于idt電極5的電極指29b的角度θ可以在大于0°且小于90°的范圍或大于0°且小于45°的范圍內(nèi)適當(dāng)?shù)卦O(shè)定。
此外,雖未特別圖示,但在電容元件531中也可以在保持電極指533b發(fā)生了折曲的特征的同時(shí),與本實(shí)施方式不同,使電容元件531的匯流條533a相對于idt電極5的匯流條29a傾斜或正交。在該情況下,也可以使電極指533b的一部分相對于電極指29b平行或正交。
<第6實(shí)施方式>
圖7是表示第5實(shí)施方式的saw裝置的saw諧振器25以及電容元件631的俯視圖。
第6實(shí)施方式與第1實(shí)施方式的不同之處僅在于,電容元件631(電容電極633)的電極指633b發(fā)生了彎曲。在這樣的結(jié)構(gòu)中,也能夠取得與第4實(shí)施方式以及第5實(shí)施方式同樣的效果。
另外,彎曲的曲率既可以是固定的,也可以發(fā)生變化。曲率可以適當(dāng)?shù)卦O(shè)定。彎曲既可以是電極指633b的一部分,也可以是整體。此外,雖未特別圖示,但在電容元件631中也可以在保持電極指633b發(fā)生了彎曲的特征的同時(shí),與本實(shí)施方式不同,使電容元件631的匯流條633a相對于idt電極5的匯流條29a傾斜或正交。
<第7實(shí)施方式>
圖8(a)是表示第7實(shí)施方式的saw裝置的saw諧振器25以及電容元件731的俯視圖。
第7實(shí)施方式與第1實(shí)施方式的不同之處在于,在電容元件731(電容電極733)中,以固定間距p排列的多個(gè)電極指733b之中的一部分的電極指733b(由點(diǎn)線所示)被間隔剔除。抽象化來說,在第7實(shí)施方式中,多個(gè)電極指733b的規(guī)則的連續(xù)性在一部分中斷。另外,電極指733b的根數(shù)等適當(dāng)進(jìn)行調(diào)整,以使得在間隔剔除前后電容相同。
間隔剔除的電極指733b的根數(shù)可以適當(dāng)?shù)貨]定。例如,既可以如圖8(a)中所例示的那樣,僅間隔剔除1根,也可以間隔剔除連續(xù)的2根以上的電極指733b,還可以在彼此離開的多處間隔剔除1根以上的電極指733b。
另外,在圖8(a)的示例中,通過間隔剔除奇數(shù)根(1根)的電極指733b,從而一對電容電極733之中互相屬于同一電容電極733的電極指733b彼此(以比較寬的間隔)相鄰。另一方面,在電容元件731中,基本上是彼此屬于不同的電容電極733的電極指733b交替地排列。因此,根據(jù)彼此相鄰的電極指733b互相屬于同一電容電極733,從而能夠確定規(guī)則的連續(xù)性發(fā)生了中斷。
此外,雖未特別圖示,但在間隔剔除了偶數(shù)根的電極指733b的情況下,一對電容電極733之中互相屬于不同的電容電極733的電極指733b彼此(以比較寬的間隔)相鄰。這可以視為多個(gè)電極指733b的間距p的變化。因此,根據(jù)間距p是否局部地發(fā)生了變化,能夠確定規(guī)則的連續(xù)性發(fā)生了中斷。
另外,在如圖8(a)所例示的那樣,簡單地間隔剔除了電極指733b的情況下,該間隔剔除的區(qū)域中的電極指733b的中心間距離成為其他區(qū)域中的間距p的整數(shù)倍。但是,該間隔剔除的區(qū)域也可以適當(dāng)?shù)卦鰧捇蚩s窄,而不成為間距p的整數(shù)倍。在這樣的情況下,也如上所述,根據(jù)間距p是否局部地發(fā)生了變化,能夠確定規(guī)則的連續(xù)性發(fā)生了中斷。
根據(jù)本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu),在間隔剔除了電極指733b的位置處,因?yàn)閺椥圆ú环瓷洌砸螂娙菰?1的電場而形成駐波的可能性降低。結(jié)果,例如,能夠降低雜散。
<第8實(shí)施方式>
圖8(b)是表示第8實(shí)施方式的saw裝置的saw諧振器25以及電容元件831的俯視圖。
第8實(shí)施方式的電容元件831(電容電極833)與第7實(shí)施方式的電容元件731同樣地,構(gòu)成為電極指833b的規(guī)則的連續(xù)性中斷。但是,在第8實(shí)施方式中,構(gòu)成為在電極指833b的間距p設(shè)為固定的基礎(chǔ)上,在一部分屬于同一電容電極833的2根電極指833b彼此相鄰。在這2根電極指833b的外側(cè),例如,以某種程度的長度維持了規(guī)則性。從其他觀點(diǎn)來看,電極指833b的排列在中途發(fā)生了電壓的正負(fù)反轉(zhuǎn)。
在這樣的結(jié)構(gòu)中,在以屬于同一電容電極833且彼此相鄰的2根電極指833b為邊界的、電極指833b的排列方向的一側(cè)與另一側(cè),駐波的相位相反。結(jié)果,在這2根電極指833b的位置處駐波相互抵消,電容元件831中的諧振得到降低,進(jìn)而,雜散得到降低。
另外,這樣的屬于同一電容電極833且彼此相鄰的2根電極指833b,既可以設(shè)置于一處,也可以設(shè)置于多處。但是,優(yōu)選設(shè)置為適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行彈性波的相互抵消。例如,若是一處,則優(yōu)選為電容元件31的中央。此外,屬于同一電容電極833的電極指833b也可以連續(xù)3根以上等。
<第9實(shí)施方式>
圖9(a)是表示第9實(shí)施方式的saw裝置的saw諧振器25以及電容元件931的俯視圖。
第9實(shí)施方式的電容元件931(電容電極933)與第8實(shí)施方式的電容元件831同樣地構(gòu)成為,電極指933b的規(guī)則的連續(xù)性中斷,此外,在該中斷的位置處彈性波相互抵消。
但是,在第9實(shí)施方式中,通過維持彼此屬于不同的電容電極933的電極指933b交替地排列的結(jié)構(gòu),并將一部分的間距設(shè)為其他間距p的2倍(2p),從而實(shí)現(xiàn)了彈性波相互抵消的效果。另外,第9實(shí)施方式也可以視為去掉了第8實(shí)施方式中互相屬于同一電容電極833的彼此相鄰的2根電極指833b的一方。但是,維持電極指933b的根數(shù)以使得成為相同的電容。
第9實(shí)施方式的特征在于,間距在電容元件931的一部分發(fā)生變化,由此,電極指933b的規(guī)則的連續(xù)性發(fā)生了中斷。在圖9(b)中,作為彈性波適當(dāng)?shù)叵嗷サ窒氖纠?,例示了變化的間距為2p的情況,但變化的間距并不限于2p,例如,也可以小于1p,還可以大于1p或大于2p。無論在哪一種情況下,都能夠降低駐波的形成。
間距發(fā)生變化的部分既可以設(shè)置于一處,也可以設(shè)置于多處。但是,優(yōu)選設(shè)置為適宜地進(jìn)行彈性波的相互抵消。例如,若間距發(fā)生變化的部分僅設(shè)置于一處,并且該變化后的間距為2p,則優(yōu)選為電容元件31的中央。
此外,間距的變化也可以并非設(shè)定于電容元件931的一部分,而是設(shè)定于整體。在該情況下,與間距在一部分發(fā)生變化的情況相比,能夠進(jìn)一步降低駐波的形成。但是,電容元件931的電容以及阻抗的計(jì)算(電容元件931的設(shè)計(jì))變得繁雜。
<第10實(shí)施方式>
圖9(b)是表示第10實(shí)施方式的saw裝置的saw諧振器25以及電容元件1031(電容電極1033)的俯視圖。
第10實(shí)施方式的電容元件1031(電容電極1033)與其他實(shí)施方式的電容元件同樣,電極指1033b的規(guī)則的連續(xù)性發(fā)生了中斷。具體而言,占空比在一部分發(fā)生了變化。
占空比例如是電極指1033b占據(jù)間距p的比例,將電極指1033b的寬度設(shè)為w時(shí)由w/p來表示。從其他觀點(diǎn)來看,占空比的變化是電極指1033b的寬度的變化。
通過占空比發(fā)生變化,從而在該占空比發(fā)生了變化的電極指1033b中,誘發(fā)的彈性波的相位和波長、以及傳播的彈性波的反射位置相對于其他電極指1033b偏離。結(jié)果,能夠降低駐波的形成。而且,能夠降低電容元件1031中的諧振,進(jìn)而,能夠降低雜散。
在圖9(b)中,示出了使一部分的電極指1033b的寬度變寬而占空比發(fā)生了變化的例子。但是,也可以與此相反,使一部分的電極指1033b的寬度縮窄,從而占空比發(fā)生變化。占空比的變化的程度也可以適當(dāng)?shù)卦O(shè)定。總之,均能夠降低駐波的形成。
另外,占空比發(fā)生變化的部分既可以設(shè)置于一處,也可以設(shè)置于多處。此外,占空比的變化也可以并非設(shè)定于電容元件1031的一部分,而是設(shè)定于整體。在該情況下,與占空比在一部分發(fā)生變化的情況相比,能夠進(jìn)一步降低駐波的形成。但是,電容元件1031的電容以及阻抗的計(jì)算(電容元件1031的設(shè)計(jì))變得繁雜。
以下,對本實(shí)施方式的作用進(jìn)行說明。申請人進(jìn)行了各種模擬以及各種實(shí)施方式樣品的制作及其特性測定,但難以詳細(xì)示出其全部結(jié)果。因此,以下所示的圖將實(shí)測結(jié)果進(jìn)行抽象化或者針對細(xì)節(jié)部分進(jìn)行了省略來表示,使得能夠定性地說明多個(gè)實(shí)施方式共同的特性。
圖10(a)以及圖10(b)是表示電容元件被并聯(lián)連接的saw諧振器25的阻抗特性的示意圖。在圖10(a)以及圖10(b)中,橫軸表示頻率f(hz)。在圖10(a)中,縱軸表示saw諧振器25的阻抗z的絕對值|z|(ω)。在圖10(b)中,縱軸表示saw諧振器25的阻抗z的相位α(°)。
如圖10(a)中由實(shí)線l1所示那樣,在saw諧振器25中,出現(xiàn)絕對值|z|取極小值的諧振點(diǎn)(諧振頻率fr)、和絕對值|z|取極大值的反諧振點(diǎn)(反諧振頻率fa)。此外,如圖10(b)中由實(shí)線l2所示那樣,在諧振頻率fr與反諧振頻率fa之間,相位α接近于90°。
若設(shè)置電容元件,則例如諧振頻率fr與反諧振頻率fa的頻率差δf(fa-fb)變小。若使用該頻率差δf被減小的saw諧振器25來構(gòu)成濾波器(例如梯型濾波器),則會獲得陡峭的肩特性。
在此,在圖10(a)以及圖10(b)各自的右上部,示出了saw諧振器25的阻抗特性的一部分放大圖。實(shí)線l3(圖10(a))以及實(shí)線l4(圖10(b))示出了如下情況(比較例)下的阻抗特性:設(shè)置電容元件使得電容元件的匯流條的對置方向與idt電極5的匯流條的對置方向正交,此外,完全未實(shí)施第1~第10實(shí)施方式中示出的用于降低電容元件的諧振的措施。點(diǎn)線l5(圖10(a))以及點(diǎn)線l6(圖10(b))示出了設(shè)置有第1~第10實(shí)施方式的電容元件的情況下的阻抗特性。
如圖10(a)所示,在實(shí)施方式中,與比較例相比,反諧振點(diǎn)處的絕對值|z|變大。雖未特別圖示,但在諧振點(diǎn)處,相反地,諧振點(diǎn)處的絕對值|z|變小。從其他觀點(diǎn)來看,與比較例相比,實(shí)施方式的q值變大。此外,如圖10(b)所示,在實(shí)施方式中,與比較例相比,相位α接近于90°。特別是,在申請人的實(shí)測結(jié)果中,在頻率差δf的范圍中的高頻側(cè),實(shí)施方式與比較例之差較大。
像這樣,在實(shí)施方式中,與比較例相比,通過電容元件中的損耗的降低以及諧振(雜散)的降低,從而saw諧振器25的諧振特性得到提高。通過使用這樣的saw諧振器25來構(gòu)成濾波器,從而濾波器的通過特性得到提高。
圖11(a)以及圖11(b)是表示電容元件的阻抗特性的示意圖。關(guān)于圖11(a)以及圖11(b)的橫軸(頻率f(hz))、圖11(a)的縱軸(絕對值|z|(ω))、圖11(b)的縱軸(相位α(°)),與已經(jīng)說明過的相同。
關(guān)于縱軸以及橫軸的比例尺,圖11(a)以及圖11(b)與圖10(a)以及圖10(b)不同。在圖11(a)以及圖11(b)中,示出了參照圖10(a)以及圖11(b)所說明的頻率差δf。
在圖11(a)以及圖11(b)中,實(shí)線l11(圖11(a))以及l(fā)12(圖11(b))示出了如下情況(比較例1:第1實(shí)施方式中在電容元件上未設(shè)置絕緣體的方式)下的阻抗特性:設(shè)置電容元件使得電容元件的匯流條的對置方向與idt電極5的匯流條的對置方向一致,此外,未實(shí)施用于降低電容元件的諧振(雜散)的措施(絕緣體的配置、電極指的傾斜、電極指的不連續(xù)性等)。點(diǎn)線l13(圖11(a))以及l(fā)14(圖11(b))示出了如下情況(比較例2)下的阻抗特性:設(shè)置電容元件使得電容元件的匯流條的對置方向與idt電極5的匯流條的對置方向正交,其他與比較例1相同。
如圖11(a)所示,電容元件的絕對值|z|作為整體而言頻率越高則越下降。但是,在saw諧振器25的頻帶外(δf的外側(cè)。更具體而言在該例中為低頻側(cè)),產(chǎn)生了絕對值|z|的振動。此外,如圖11(b)所示,電容元件的相位α作為整體而言取接近-90°的固定值。但是,在產(chǎn)生了上述的絕對值|z|的振動的頻率處,相位α變大。
這是因?yàn)樵陔娙菰挟a(chǎn)生了經(jīng)由saw的諧振。另外,該諧振是與在saw諧振器25中產(chǎn)生的諧振不同的諧振,為了方便將該諧振稱為副諧振。
關(guān)于產(chǎn)生副諧振的頻率,電容電極的朝向與idt電極(激勵電極)的朝向相同的方式(比較例1)比電容電極的朝向與idt電極的朝向正交的方式低。此外,關(guān)于副諧振所引起的雜散的峰值,前者大于后者。如上所述,前者與后者相比,電容元件所引起的插入損耗較小。這樣,關(guān)于電容元件的朝向,插入損耗與副諧振中的雜散此消彼長。
圖12(a)是圖11(b)的區(qū)域xiia的放大圖。圖12(b)是圖11(b)的區(qū)域xiib的放大圖。
關(guān)于實(shí)線l12以及點(diǎn)線l14,與圖11(b)相同。單點(diǎn)劃線l15示出了如下情況(實(shí)施例1)下的阻抗特性:針對由實(shí)線l12所示的比較例1,實(shí)施了用于降低電容元件的諧振的措施(絕緣體的配置、電極指的傾斜、電極指的不連續(xù)性等)。雙點(diǎn)劃線l16示出了如下情況(實(shí)施例2:設(shè)置電容元件使得電容元件的匯流條的對置方向與idt電極5的匯流條的對置方向正交,其他與實(shí)施例1相同的情況)下的阻抗特性:針對由點(diǎn)線l14所示的比較例2,實(shí)施了用于降低電容元件的諧振的措施。
如圖12(a)所示,通過絕緣體的配置、電極指的傾斜或電極指的不連續(xù)性等用于降低電容元件的諧振的措施,從而副諧振的雜散的峰值得到降低。該措施對產(chǎn)生副諧振的頻率幾乎沒有影響。但是,雖未特別圖示,在將電極指的形狀設(shè)為w字狀的情況下,峰值降低的同時(shí)還出現(xiàn)了2個(gè)峰值。
如圖12(b)所示,在saw諧振器25的頻率差δf及其附近,產(chǎn)生了比較微小并且比較周期性的雜散。這是因?yàn)椋捎趯⒃?設(shè)為了粘合基板,從而產(chǎn)生了經(jīng)由體波的諧振。
從實(shí)線l12以及點(diǎn)線l14的比較可知,對于該體波所引起的雜散的峰值或振幅而言,電容元件的匯流條的對置方向相對于idt電極5的匯流條29a的對置方向越一致,與正交的情況相比就越小。此外,作為整體,前者與后者相比,相位α更接近-90°。因此,前者的插入損耗小于后者。
從單點(diǎn)劃線l15以及雙點(diǎn)劃線l16與實(shí)線l12以及點(diǎn)線l14的比較可知,通過絕緣體的配置、電極指的傾斜或電極指的不連續(xù)性等用于降低電容元件的諧振的措施,從而頻率差δf及其附近的雜散的峰值或振幅變小。由此,saw諧振器25的諧振特性提高。另外,插入損耗不太受到用于降低諧振的措施的有無的影響。
<saw裝置的利用例>
(分波器)
圖13是表示作為saw裝置1的利用例的分波器101的示意圖。
分波器101例如具有:對來自發(fā)送端子105的發(fā)送信號進(jìn)行濾波并向天線端子103進(jìn)行輸出的發(fā)送濾波器109;和對來自天線端子103的接收信號進(jìn)行濾波并輸出至一對接收端子107的接收濾波器111。
發(fā)送濾波器109例如由梯型濾波器構(gòu)成。即,多個(gè)saw諧振器25串聯(lián)連接并且并聯(lián)連接。另外,構(gòu)成多個(gè)saw諧振器25的idt電極5以及一對反射器27,例如設(shè)置于同一元件基板3(圖13中未圖示)。
接收濾波器111例如由彼此串聯(lián)連接的saw諧振器25以及saw濾波器115構(gòu)成。構(gòu)成它們的idt電極5以及一對反射器27,例如設(shè)置于同一元件基板3。該元件基板3既可以與構(gòu)成發(fā)送濾波器109的元件基板3相同,也可以不同。
saw濾波器115例如是縱耦合多模(包含雙模)型saw濾波器,具有:在saw的傳播方向上排列的多個(gè)idt電極5、和配置于其兩側(cè)的一對反射器27。
電容元件31可以針對分波器101的任意的idt電極5進(jìn)行設(shè)置。在圖示例中,針對最靠近天線端子103側(cè)的串聯(lián)諧振器的idt電極5設(shè)置有電容元件31。另外,作為電容元件的標(biāo)號,使用第1實(shí)施方式的標(biāo)號,但也可以設(shè)置其他實(shí)施方式的電容元件。
(通信裝置)
圖14是表示具有分波器101的通信裝置151的主要部分的框圖。通信裝置151進(jìn)行利用了電波的無線通信。
在通信裝置151中,包含要發(fā)送的信息的發(fā)送信息信號tis由rf-ic(radiofrequencyintegratedcircuit,射頻集成電路)153進(jìn)行調(diào)制以及頻率的上拉(向載波頻率的高頻信號的變換)而成為發(fā)送信號ts。發(fā)送信號ts由帶通濾波器155去除發(fā)送用的通帶以外的無用分量,并由放大器157放大后輸入至分波器101(發(fā)送端子105)。然后,分波器101從所輸入的發(fā)送信號ts去除發(fā)送用的通帶以外的無用分量,將該去除后的發(fā)送信號ts從天線端子103輸出至天線159。天線159將所輸入的電信號(發(fā)送信號ts)變換為無線信號(電波)來進(jìn)行發(fā)送。
此外,在通信裝置151中,由天線159接收到的無線信號(電波)由天線159變換為電信號(接收信號rs)而輸入至分波器101。分波器101從所輸入的接收信號rs去除接收用的通帶以外的無用分量而輸出至放大器161。所輸出的接收信號rs由放大器161進(jìn)行放大,并由帶通濾波器163去除接收用的通帶以外的無用分量。然后,接收信號rs由rf-ic153進(jìn)行頻率的下拉以及解調(diào)而成為接收信息信號ris。
另外,發(fā)送信息信號tis以及接收信息信號ris可以是包含適當(dāng)?shù)男畔⒌牡皖l信號(基帶信號),例如是模擬的聲音信號或者數(shù)字化的聲音信號。無線信號的通帶可以遵循umts(universalmobiletelecommunicationssystem,通用移動通信系統(tǒng))等各種標(biāo)準(zhǔn)。調(diào)制方式可以是相位調(diào)制、振幅調(diào)制、頻率調(diào)制或者它們中的任意2個(gè)以上的組合中的任意一種。電路方式在圖14中例示了直接轉(zhuǎn)換方式,但也可以采用其他適當(dāng)?shù)姆绞?,例如雙超外差(doublesuperheterodyne)方式。此外,圖14僅示意性地示出主要部分,也可以在適當(dāng)?shù)奈恢米芳拥屯V波器、隔離器等,此外,也可以變更放大器等的位置。
<變形例>
圖15是表示電容元件31的連接所涉及的變形例的與圖13同樣的圖。
在該變形例所涉及的分波器117中,電容元件31并不是相對于idt電極5并聯(lián)連接,而是串聯(lián)連接在idt電極5與接地之間。此外,電容元件31與電感器119一起構(gòu)成了串聯(lián)諧振電路。
在這樣的結(jié)構(gòu)中,例如,能夠使idt電極5所構(gòu)成的濾波器的通帶外的信號經(jīng)由電容元件31釋放到接地。
這樣的電容元件31可以針對分波器117的任意的idt電極5來設(shè)置。在圖示例中,針對距天線端子103最近的串聯(lián)諧振器的idt電極5設(shè)置了電容元件31。另外,作為電容元件的標(biāo)號,使用了第1實(shí)施方式的標(biāo)號,但也可以設(shè)置其他實(shí)施方式的電容元件。
如該變形例所示的那樣,電容元件并不限定于相對于idt電極并聯(lián)連接。此外,設(shè)置與idt電極連接的電容元件的目的也不限定于在實(shí)施方式等中所例示的目的。
本發(fā)明并不限定于以上實(shí)施方式,可以通過各種方式來實(shí)施。
上述的實(shí)施方式可以適當(dāng)組合。例如,在如第2~第6實(shí)施方式那樣使電容元件的電極指相對于激勵電極(idt電極)的電極指傾斜、或者使電極指折曲或彎曲的方式中,也可以應(yīng)用如第7~第10實(shí)施方式那樣破壞多個(gè)電極指的規(guī)則的連續(xù)性的結(jié)構(gòu)。此外,例如,也可以將間距的變化和占空比的變化進(jìn)行組合。
在彈性波裝置中,配置在電容元件31上的絕緣體(蓋體9)只要能夠抑制電容元件3的諧振所引起的變形,則不限定于蓋體9。例如,也可以將電容元件31設(shè)置在框部19的內(nèi)側(cè),并另外設(shè)置與所謂的保護(hù)層35相比足夠厚的絕緣體。此外,電容元件31也可以形成在框部19的外側(cè)。
此外,在彈性波裝置中,蓋部21也可以是與框部19不同的材料。例如,作為蓋部21,能夠例示壓電基板、有機(jī)基板等。在此情況下,能夠提高蓋部21的強(qiáng)度。
電容元件相對于激勵電極的位置,并不限定于激勵電極所引起的彈性波的傳播路徑的延長線上。例如,電容元件也可以相對于激勵電極,位于彈性波的傳播方向的側(cè)方。在該情況下,例如,能夠降低激勵電極所引起的彈性波對電容元件的特性造成影響的風(fēng)險(xiǎn)。
彈性波裝置并不限定于saw裝置。例如,彈性波裝置也可以是壓電薄膜諧振器,還可以是聲邊界波裝置(其中,包含廣義的saw裝置)。另外,在聲邊界波裝置中,在激勵電極上不需要空隙(振動空間)。在這樣的裝置中,只要與重疊于激勵電極的絕緣體不同的材料所構(gòu)成的絕緣體重疊于電容元件,就可以說具有只與激勵電極以及電容元件中的電容元件重疊的絕緣體。
此外,彈性波裝置并不限定于晶片級封裝的彈性波裝置。例如,也可以通過將具有壓電基板和位于其主面的激勵電極的彈性波元件,使所述主面隔著間隙與器件基板對置來進(jìn)行安裝,并對該安裝后的壓電基板進(jìn)行樹脂密封,從而構(gòu)成彈性波裝置。
此外,在彈性波裝置中,保護(hù)層以及背面部并不是必須的要件,也可以省略。反之,彈性波裝置也可以追加設(shè)置在蓋部之上的由金屬構(gòu)成的加強(qiáng)層、覆蓋加強(qiáng)層的絕緣層、位于框部與蓋部之間的導(dǎo)電層、覆蓋蓋體的上表面以及側(cè)面的絕緣膜等適當(dāng)?shù)膶印?/p>
在實(shí)施方式中,示出了通過粘合基板來構(gòu)成元件基板的例子,但元件基板也可以僅由壓電基板構(gòu)成。此外,在實(shí)施方式中,保護(hù)層示出了比較薄的情況,但出于溫度補(bǔ)償?shù)哪康?,也可以設(shè)置比激勵電極等厚的保護(hù)層。在實(shí)施方式中,示出了壓電基板上的焊盤從蓋體露出的彈性波裝置。但是,在彈性波裝置中,也可以設(shè)置呈焊盤狀豎立并貫通蓋體的柱狀的端子。進(jìn)而,也可以在該柱狀的端子上設(shè)置焊料等的凸塊。
構(gòu)成激勵電極的一對梳齒電極的形狀可以設(shè)為公知的適當(dāng)?shù)男螤睢@?,梳齒電極的形狀既可以是電極指的長度等發(fā)生變化的實(shí)施了變跡的形狀,也可以是設(shè)置有前端與電極指的前端隔著間隙對置的虛設(shè)電極指的形狀,還可以是匯流條相對于彈性波的傳播方向傾斜延伸(與此相伴,電極指在相對于其寬度方向傾斜的方向上排列)的形狀。此外,也可以在電極指的上表面形成與電極指大致相同的形狀的絕緣膜,或者將電極指的剖面形狀設(shè)為矩形以外的多邊形。另外,這些各種形狀也可以應(yīng)用于構(gòu)成電容元件的梳齒電極。
僅與激勵電極以及電容元件之中的電容元件重疊的絕緣體,并不限定于由樹脂或有機(jī)材料構(gòu)成,也可以由無機(jī)材料構(gòu)成。例如,也可以由sio2構(gòu)成。此外,絕緣體并不限定于用于在激勵電極上形成振動空間的蓋體,例如,也可以是與蓋體分開設(shè)置的樹脂層。
彈性波裝置的制造方法并不限定于在實(shí)施方式中所例示的制造方法。例如,構(gòu)成振動空間的蓋體也可以通過在成為振動空間的區(qū)域形成犧牲層,然后,在犧牲層上形成成為蓋體的樹脂層,從樹脂層內(nèi)使?fàn)奚鼘尤芙獠⒘鞒鰜硇纬伞?/p>
另外,從本申請的實(shí)施方式,能夠提取不以僅與激勵電極以及電容元件之中的電容元件重疊的絕緣體為要件的以下的發(fā)明。這是因?yàn)樯鲜龅慕^緣體的配置、電極指的傾斜或電極指的不連續(xù)性等用于降低電容元件的諧振的措施是獨(dú)立地取得效果的措施,能夠通過采用多個(gè)措施來重疊地優(yōu)化特性,另一方面即使分別單獨(dú)地采用也沒有任何問題。
(其他發(fā)明1)
一種彈性波裝置,具有:
壓電基板;
激勵電極,位于所述壓電基板的主面;和
電容元件,位于所述主面,并與所述激勵電極連接,
所述激勵電極由具有并列延伸的多個(gè)電極指、且該多個(gè)電極指配置為彼此交叉的一對梳齒電極構(gòu)成,
所述電容元件由具有并列延伸的多個(gè)電極指、且該多個(gè)電極指配置為彼此交叉的一對梳齒電極構(gòu)成,
所述電容元件的多個(gè)電極指相對于所述激勵電極的多個(gè)電極指的角度為0°以上且小于90°,
所述電容元件的多個(gè)電極指發(fā)生了折曲或彎曲。
(其他發(fā)明2)
一種彈性波裝置,具有:
壓電基板;
激勵電極,位于所述壓電基板的主面;和
電容元件,位于所述主面,并與所述激勵電極連接,
所述激勵電極由具有并列延伸的多個(gè)電極指、且該多個(gè)電極指配置為彼此交叉的一對梳齒電極構(gòu)成,
所述電容元件由具有并列延伸的多個(gè)電極指、且該多個(gè)電極指配置為彼此交叉的一對梳齒電極構(gòu)成,
所述電容元件的多個(gè)電極指相對于所述激勵電極的多個(gè)電極指的角度為0°以上且小于90°,
在所述電容元件的多個(gè)電極指的一部分,屬于同一梳齒電極的2個(gè)以上的電極指彼此相鄰。
(其他發(fā)明3)
一種彈性波裝置,具有:
壓電基板;
激勵電極,位于所述壓電基板的主面;和
電容元件,位于所述主面,并與所述激勵電極連接,
所述激勵電極由具有并列延伸的多個(gè)電極指、且該多個(gè)電極指配置為彼此交叉的一對梳齒電極構(gòu)成,
所述電容元件由具有并列延伸的多個(gè)電極指、且該多個(gè)電極指配置為彼此交叉的一對梳齒電極構(gòu)成,
所述電容元件的多個(gè)電極指相對于所述激勵電極的多個(gè)電極指的角度為0°以上且小于90°,
所述電容元件的多個(gè)電極指的間距變化。
(其他發(fā)明4)
一種彈性波裝置,具有:
壓電基板;
激勵電極,位于所述壓電基板的主面;和
電容元件,位于所述主面,與所述激勵電極連接,
所述激勵電極由具有并列延伸的多個(gè)電極指、且該多個(gè)電極指配置為彼此交叉的一對梳齒電極構(gòu)成,
所述電容元件由具有并列延伸的多個(gè)電極指、且該多個(gè)電極指配置為彼此交叉的一對梳齒電極構(gòu)成,
所述電容元件的多個(gè)電極指相對于所述激勵電極的多個(gè)電極指的角度為0°以上且小于90°,
所述電容元件的多個(gè)電極指的占空比變化。
上述的其他發(fā)明1~4都是電容元件的多個(gè)電極指相對于激勵電極的多個(gè)電極指的角度為0°以上且小于90°,能夠?qū)崿F(xiàn)插入損耗的降低。若角度設(shè)為0°以上且小于90°,則激勵電極的頻帶外的雜散容易變大,但因?yàn)椴扇×私档碗娙菰闹C振的措施,所以雜散得到降低。作為整體,能夠得到良好的特性的彈性波裝置。
標(biāo)號說明
1…saw裝置(彈性波裝置),3a…第1主面(主面),5…idt電極(激勵電極),9…蓋體(絕緣體),13…壓電基板,29…梳齒電極,31…電容元件。