专利名称：弹性表面波元件、弹性表面波装置以及通信装置的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及作为高频滤波器等使用的弹性表面波元件(SurfaceAcoustic Wave Device)、弹性表面波装置以及通信装置(communicationsEquipment)。
背景技术：
近年，弹性表面波滤波器被使用于各种通信装置中。
随着通信装置的高频化、高功能化的进展，提高弹性表面波滤波器带宽外的衰减量(attenuation)的要求日益增加。
以往的弹性表面波装置的倒装安装构造的模式的剖视图在图13中表示。
在图13中，51是压电基板，52是接地焊盘，53是在压电基板51上形成的梳形的IDT(inter Digital Transducer)电极，54是在封装(安装用基板)57上形成的导电图案，55是连接用的凸台，59是在压电基板51的背面(与IDT电极的形成面相反的面)上形成的导体层。
在同图中，例如以Al-Cu膜形成接地焊盘52以及IDT电极53，将导电图案54和接地焊盘52例如通过由Au形成的凸台55电气地连接。进一步经由接合层58将盖体56通过进行无缝焊接等，将封装57密封，保持容纳了弹性表面波元件的内部的气密性。
这样的以往的倒装构造的弹性表面波装置中的带宽外衰减量恶化的主要原因，在于例如弹性表面波元件的接地焊盘52和IDT电极53以及封装57的导电图案54等的电极的电阻的增加、寄生电感和浮置电容带来的输入输出间的电磁结合。
特别对于由浮置电容引起的输入输出间的电磁结合进行叙述。
弹性表面波元件是采用了在压电基板上制作的梳状的IDT电极的元件。通常，因为压电体显示由于急剧的温度变化带来的热电性，所以制作压电基板上带有IDT电极的元件时，如果经过具有急剧温度变化的工艺，在IDT电极的电极间产生瞬间放电，会损坏元件。因此，为了尽量不在压电基板上累积电荷这样，一般在压电基板的整个背面形成导体层59。
此导体层59在元件制作工艺中，在热电破坏防止上是有效的，但本发明人发现了在此导体层59和IDT电极53的输入输出电极部之间产生电容耦合，使带宽外衰减量恶化的问题。
特别对于弹性表面波装置中，分离发送端频带(例如低频侧频带)的信号和接收端频带(例如高频侧频带)的信号的分频器(天线收发转换开关)详细叙述。
将此分频器称为弹性表面波分频器(以下，记为SAW-DPX)。
在SAW-DPX中，通过将发送端频带的滤波器(以下，记为发送端滤波器)和接收端频带的滤波器(以下，记为接收端滤波器)在同一压电基板的同一面上形成，谋求小型化。
但是，实际上，如果在同一压电基板上形成发送端滤波器和接收端滤波器，会产生两滤波器间的隔离(isolation)特性不能满足通信机终端所要求的方式的问题。
此隔离特性是指从一个滤波器向另外一个滤波器泄漏的信号的大小。有必要将这样的信号的泄漏抑制为尽可能小。
特别在分频器中，在发送端被放大的电功率大的发送信号如果从发送端滤波器泄漏到接收端滤波器，泄漏到发送端，会变为不能接收原来电功率小的接收信号。
因此，分频器所要求的隔离特性的规范中，要求将信号的泄漏抑制为极小，此要求和在段间所使用的Dual-SAW滤波器所要求的方式相比，变得非常严格。
在此，滤波器间的隔离特性的恶化原因之一考虑是弹性波的泄漏。特别是在SAW-DPX中，不能使由形成发送端滤波器的IDT电极起振的弹性波被完全地封在其IDT电极中，从发送端滤波器的IDT电极泄漏出的弹性波被传输到压电基板的表面，由于其被形成接收端滤波器的IDT电极接收，从发送端滤波器向接收端滤波器泄漏信号，认为隔离特性恶化(宫本秋祝，若名信一，伊藤秋尾，富士通有限实验室，“42°YX剪切锂钽酸盐SAW共鸣器中剪切水平波的异常光观察技术”，2002IEEE超音波座谈会-89Akinori Miyamoto，Shin-ichi Wakana，and Akio Ito，fujitsu LaboratoriesLimited“Novel optical obseration technique for shear horzontal wave in SAWresonators on42°YX-lithium tantalate”2002 IEEE ULTRASONNICSSYMPOSIUM-89)。
具体说，是考虑由于发送端滤波器的IDT电极的弹性表面波的传播路径和接收端滤波器的IDT电极的弹性表面波的传播路径是在相同直线上重合这样配置的，所以会产生从发送端滤波器的IDT电极向接收端滤波器的IDT电极的弹性表面波的泄漏，由此隔离特性恶化。
因此，通过使在同一压电基板上形成的发送端滤波器和接收端滤波器在另外的压电基板上形成，使其分开，切断弹性表面波的泄漏的传播，进行改善隔离特性的尝试。
但是，这样的尝试虽然确实改善了隔离特性，但由于原来形成为一体的发送端滤波器和接收端滤波器要在另外的压电基板上分离形成，所以当在安装用基板上安装了发送端滤波器和接收端滤波器的情况下，由于作为分频器发挥功能的区域所占的面积和发送端滤波器与接收端滤波器在同一压电基板上一体形成的情况相比变大，不能满足小型化的要求。
因此，也考虑到使弹性表面波的传播路径不重合这样，例如两IDT电极的弹性表面波的传播路径平行这样配置发送端滤波器以及接收端滤波器的IDT电极。不使发送端滤波器和接收端滤波器在另外的压电基板上分开，在同一压电基板上形成，应当能够制造谋求小型化的同时，改善了隔离特性的小型的SAW-DPX。
但是，本发明人在进行了详细的实验中，隔离特性没有得到改善。这意味着隔离特性的恶化原因不只是弹性表面波的泄漏。
本发明人发现了所述背面导体层虽然在元件制作工艺中对热电破坏防止是有效的，但对弹性表面波元件的隔离特性是有害的。
因此，如果使此背面导体层和实际安装用基板的接地电极通过布线导通，虽然能使各滤波器的输入输出电极部间的电容耦合有一定程度减小，但此方法使隔离特性的改善不充分。
进一步，使压电基板的IDT电极的形成面和安装用基板的主面相对，在其间确保振动空间安装(倒装片安装)的情况下，对小型化是有利的，但由于压电基板的背面的背面导体层和实现接地电位的安装用基板的主面在空间上是隔开的，因为从背面导体层至安装用基板的主面上的接地电极为止，实现接地需要另外的工艺，所以存在制造成本变高的问题点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够使滤波器的带宽外衰减量提高、可靠性优良的弹性表面波元件以及采用了此元件的通信装置。
本发明的另一目的特别在于提供一种在同一压电基板上形成发送端滤波器和接收端滤波器、小型的、具有优良的带宽外衰减特性的弹性表面波元件以及采用了此元件的通信装置。
本发明的弹性表面波元件是在由压电体形成的第1基板的一个主面的滤波器区域形成IDT电极和输入电极部以及输出电极部。在所述第1基板的另一个主面粘接了由比所述第1基板介电常数小的材料构成的第2基板，在所述第2基板的与所述第1基板粘接的面相反的一面，形成导体层。
根据本发明的弹性表面波元件，和以往这样单独采用压电基板，在压电基板的另一个主面的全体形成导体层的情况相比，通过粘接由比所述第1基板介电常数小的材料构成的第2基板，能使形成IDT电极的基板自身的有效的(effective)介电常数变小。
即，能使在输入电极部以及输出电极部之间形成的寄生电容减小，能够抑制由于其寄生电容带来的带宽外衰减特性的恶化。由此，能够改善带宽外衰减特性。
另外，如果所述导体层在所述第2基板的、与所述第1基板粘接的面相反的面的整体上形成，在制造过程中，由于急剧的温度经历产生的电荷可以高效地释放，能够得到防止由于压电基板的热电性带来的热电破坏等的电极损坏的效果。
即，根据本发明的弹性表面波元件，能够得到良好地防止热电破坏的效果和减小基板的有效介电常数，防止带宽外衰减特性的恶化的效果的两种效果。
还有，所述导体层即使是在所述第2基板的、和所述第1基板粘接的面相反的面部分地形成的，也能得到几乎同样的热电破坏等的防止的效果。
本发明的弹性表面波装置滤波器区域由发送端滤波器区域以及接收端滤波器区域构成，对于分离发送端频带的信号和接收端频带的信号的分频器(双工器)也是适用可能的。
分频器中隔离特性的恶化是由于在压电基板的主面形成的发送端滤波器(例如低频侧滤波器)的输入电极和接收端滤波器(例如高频侧滤波器)的输出电极通常经由在压电基板的另一面的全体形成的背面导体层容性地耦合的原因。
利用仿真结果以及用于仿真的电路的概念图说明将本发明适用于分频器的情况的效果。
图9(a)是没有寄生电容的情况时的通信装置的电路图，图9(b)是表示隔离特性的例子的曲线图，图9(c)是存在由于背面导体的寄生电容C的情况时的通信装置的电路图，图9(d)是表示隔离特性的例子的曲线图。
在图9(c)中表示的寄生电容C是在发送端滤波器的输入电极部和接收端滤波器的输出电极部之间存在的寄生电容，是50fF(飞母托＝10-15)左右的非常微小的寄生电容。
从图9(b)以及图9(d)的比较中看出，从869MHz至894MHz的信号强度为存在这样的寄生电容C时，为如图9(d)所示的-30dB～-40dB，当没有寄生电容时，为如图9(d)所示的-50dB以下。由于没有寄生电容，隔离特性大幅改善这点得到明确。
这样的50fF左右的寄生电容例如如果是压电基板使用了厚度250μm的钛酸锂单结晶基板的情况时，如果以介电常数为42.7计算的话，相当于在压电基板的表面和背面，边长约为180μm的正方形的电极相对的情况下形成的电容。通常，由于弹性表面波滤波器的输入输出电极部的面积大致在此程度，所以可以说仿真中作为寄生电容C插入的值是能适当地反映了现实的值。
还有，虽然对隔离特性最有影响的是在此处说明的发送端滤波器的输入电极部和接收端滤波器的输出电极部之间的寄生电容C，但连接各滤波器的IDT电极的连接电极和各滤波器的输入输出电极部之间也有寄生电容，在连接一个滤波器的IDT电极的连接电极和连接另一个滤波器的IDT电极的连接电极之间也有寄生电容。这些寄生电容也同样使隔离特性恶化。
因此，根据本发明，在作为压电基板的第1基板的另一个主面，粘接由比所述第1基板介电常数小的材料构成的第2基板，通过在所述第2基板的、与所述第1基板粘接的面相反的面上形成导体层，在同一压电基板上一体形成发送端滤波器以及接收端滤波器的同时，能够改善发送端滤波器和接收端滤波器之间的隔离特性。
另外，根据本发明的弹性表面波元件，所述第2基板经由粘接层和所述第1基板粘接时，具有以下这样的效果。
当由直接粘接粘接了作为压电基板的第1基板和第2基板时，如果第1基板和第2基板的热膨胀系数有很大不同，在元件的制造工艺中和将元件安装在安装板上时，施加高温时，会对脆的压电基板施加大的应力，压电基板会产生裂纹，端部会产生剥离的不良情况。
因此，通过由粘接层粘接，由于通过其粘接层能够缓和对压电基板产生的应力，所以能够避免直接粘接时这样的不良情况。即，能良好地保持第2基板和第1基板的粘接状态，能稳定地提供带宽外衰减特性良好的弹性表面波元件。
另外，根据本发明的弹性表面波元件，当所述第1基板的所述另一个主面和所述第1基板的所述一个主面相比是粗面时，通过带宽外衰减特性的恶化之中，因为由于体波的传播恶化的部分也由于其粗面能够使体波散乱而降低，通过带宽外衰减特性能够进一步改善。
通过带宽外衰减特性恶化的主要原因是至此为止叙述的这样的由于寄生电容的影响，但通过带宽外衰减特性在共振器的IDT电极不变换为表面波，成为体波的声波从一个滤波器区域向压电基板的内部传播，在压电基板的另一个主面被反射，由于和在另一个滤波器区域形成的共振器的IDT电极结合也恶化。
由于此体波的传播，通过带宽外衰减特性的恶化和由于寄生电容带来的恶化相比小，但为了完全满足通过带宽外衰减特性所需要的严格要求，也优选抑制由于此体波带来的恶化。
对此，根据第1基板的另一个主面和第1基板的一个主面相比是粗面，由于在其粗面，体波散乱，因为从一个滤波器区域的IDT电极产生的体波不能和在另一个滤波器区域形成的IDT电极充分耦合，所以通过带宽外衰减特性能够进一步改善。
另外，能够抑制由于体波产生的弹性表面波元件的频率特性中的寄生特性，能够得到所期望的频率特性。
但是，由于体波的传播带来的通过带宽外衰减特性的恶化即使在单独使用压电基板的情况下，如果使用原本表面极粗的压电基板也能够得到抑制，但由于形成使弹性表面波传播的IDT电极的一个主面有必要是镜面，只有另一个主面极粗的单独的压电基板由于温度变化产生很大翘曲，存在在弹性表面波元件的制作工艺中容易破损的问题。另一方面，由于近年的电子产品的小型化、低高度的要求，弹性表面波元件的压电基板厚度继续变薄，如果压电基板的厚度变薄，破损的概率会越来越大。
对此，根据本发明的弹性表面波元件，作为压电基板的第1基板的另一个主面和第1基板的一个主面相比是粗面，因为由压电体构成的第1基板和也能作为辅助强度用基板发挥功能的第2基板粘接，对于不断薄型化的压电基板，破损的危险性也不增加，所以能够效率良好地抑制由于体波的传播带来的通过带宽外衰减特性的恶化。另外，由于这是和对于由于寄生电容带来的通过带宽外衰减特性的恶化的对策同时进行的，所以是有效的。
另外，根据本发明的弹性表面波元件，当第2基板是多层基板时，将和由压电体构成的第1基板粘接的第2基板的介电常数以多层材料多样地组合设定成为可能，基板的介电常数的组合自由度增加，由此能使形成IDT电极的基板本身的介电常数变小。因此，能使在发送端滤波器区域的输入电极部以及接收端滤波器区域的输出电极部之间形成的寄生电容变小，能够抑制由于其寄生电容带来的通过带宽外衰减特性的恶化，能够改善通过带宽外衰减特性。
另外，通过使比由压电体构成的第1基板热膨胀系数小的材料构成的第2基板粘接，改善由于温度变化引起的基板的变形等带来的弹性表面波元件的频率温度特性也成为可能。
另外，根据本发明的弹性表面波元件，所述第2基板由从硅、玻璃、蓝宝石、石英、水晶、树脂以及陶瓷中选择的材料构成时，由于使介电常数比由压电体构成的第1基板小的第2基板粘接，能使基板本身的介电常数变小，所以能使在发送端滤波器区域的输入电极部以及接收端滤波器区域的输出电极部之间形成的寄生电容变小，能够抑制由于其寄生电容引起的通过带宽外衰减特性的恶化，能够改善通过带宽外衰减特性。
另外，如果对IDT电极施加大电功率，由于电极的电阻产生的向焦耳热、振动的热量的变换，弹性表面波元件本身发热成为高温状态，使高温状态的弹性表面波装置的频率特性的稳定性成为问题，但当使由蓝宝石、石英、陶瓷等的比第1基板热传导率还要高的材料构成的第2基板粘接的情况下，由于在滤波器区域产生的热量能有效地散发，所以能够抑制基板本身的温度上升，也能够抑制由于温度变化被加速的电极的恶化。
当所述第2基板的厚度d2比第1基板的厚度d1还要大时，具有以下这样的效果。为了达到弹性表面波元件的小型化要求，当想要抑制全体的厚度为一定以下时，如果只使第2基板的厚度d2变薄，由于压电体基板脆，基板全体的机械强度下降。即，最好是保持d2＞d1的关系的同时，使全体的厚度变薄。另外，第2基板的热膨胀率比压电基板的热膨胀率小的情况下，如果具有d2＞d1的关系，由于第2基板的热膨胀占有支配地位，所以设备的温度特性得到改善。
本发明的弹性表面波装置是在形成所述弹性表面波元件的第1基板的滤波器区域的一个主面和所述安装用基板相对的状态下安装的装置。
即使在此构成(倒装片)的情况下，因为本发明的弹性表面波元件中压电基板的介电常数也有效地减小，所以即使背面导体不和接地电位相连，也不会产生对隔离特性产生很大影响那样的寄生电容。
即，滤波器的输入电极部和输出电极部不容易通过另外面的导体层电容耦合，成为小型的弹性表面波装置的同时也是通过带宽外衰减量的恶化小的装置。
当本发明的弹性表面波装置适用于由发送端滤波器区域以及接收端滤波器区域构成的分频器(双工器)时，因为能够使Tx滤波器的输入电极和Rx滤波器的输出电极之间的电容耦合降低，所以能够得到小型的SAW-DPX的同时，能够得到不使隔离特性恶化的弹性表面波装置，而且，由于在第2基板的另一个主面形成导体层，所以能够防止热电破坏。
另外，当弹性表面波装置适用于由发送端滤波器区域以及接收端滤波器区域构成的分频器(双工器)，所述第1基板的所述另一个主面采用和所述第1基板的所述一个主面相比是粗面时，具有以下这样的效果。
由SAW-DPX的IDT电极励振的弹性表面波一部分被变换为体波，在压电基板中传播，在压电基板的背面被反射，再次到达压电基板的表面。因此，在发送端被放大的电功率大的发送信号，如果在Tx滤波器产生的体波泄漏到Rx滤波器的接收端，则不能接收原来电功率小的接收信号。这样，起因于体波，使弹性表面波装置的隔离特性恶化。
因此，在本发明中，通过使第1基板的所述另一个主面为粗面，使体波衰减，能够改善弹性表面波装置的隔离特性。
本发明的通信装置封装括所述的弹性表面波装置，是封装括接收电路以及发送电路中的至少一个电路的装置。
根据本发明的通信装置，通过将以上这样的本发明的弹性表面波装置用于通信装置中，能够得到满足以往所要求的严格的通过带宽外衰减量的装置，另外，因为是具有良好的通过带宽外衰减特性的弹性表面波装置的同时，又是小型的，所以能使另外的产品具有更大的安装面积，因为产品选择的范围扩大，所以能够实现高性能的通信装置。
另外，本发明的通信装置是将所述的弹性表面波装置作为分频器使用的装置。
通过将以上这样的本发明的弹性表面波装置作为分频器使用，能够得到满足对于分频器要求严格的隔离特性的装置。另外，由于弹性表面波装置是具有良好的隔离特性的分频器的同时，又是小型的，所以能使另外的产品具有更大的安装面积，因为产品选择的范围扩大，所以能够实现高性能的通信装置。
本发明中上述的或者进一步其它的优点、特征以及效果，通过参照附图，下面叙述的实施方式的说明能更进一步明确。
图1是表示形成了本发明的弹性表面波元件的压电基板的主面的俯视图。
图2是表示形成了本发明的发送用滤波器和接收用滤波器的弹性表面波元件的主面的俯视图。
图3是表示另外的弹性表面波元件的压电基板的主面的俯视图。
图4是表示进一步另外的弹性表面波元件的压电基板的主面的俯视图。
图5是本发明的弹性表面波元件的断面图。
图6是安装了本发明的弹性表面波元件的本发明的弹性表面波装置的断面图。
图7是本发明的另外的弹性表面波元件的断面图。
图8是本发明的进一步另外的弹性表面波元件的断面图。
图9(a)是没有寄生电容的情况时的通信装置的电路图。
图9(b)是表示没有寄生电容的情况时的隔离特性的例子的曲线图。
图9(c)是存在寄生电容时的通信装置的电路图。
图9(d)是表示存在寄生电容时的隔离特性的例子的曲线图。
图10是表示将本发明的弹性表面波装置1适用于集成了段间的Rx滤波器和具有使本地信号的频带通过的特性的滤波器的分频器的一例的电路图。
图11是表示采用WLP(晶片级封装装)技术制作的弹性表面波元件的一例的断面图。
图12(a)(b)是表示由本发明的实施例制作的弹性表面波装置的带宽通过特性的曲线图。
图13是模式地表示以往的弹性表面波装置的安装构造的断面图。
具体实施例方式
图1是表示形成了作为本发明的表面弹性波装置的构成要素的弹性表面波元件的、由压电体构成的第1基板(以下称为[压电基板])的主面的俯视图。
如图1所示，在压电基板2的IDT电极形成面(称为一个主面)上形成滤波器电极9。在滤波器电极9上形成构成梯式滤波器的多个IDT电极3、为了连接它们的连接电极4、为了使连接弹性表面波元件1和安装用基板(图中未表示)的IDT电极3电气地连接的输入电极部5以及输出电极部6。
7是封装围所述IDT电极3、连接电极4、输入电极部5、输出电极部6以及接地电极8(以下称为[IDT电极等])这样形成的四周带有边框的环状电极。8表示接地电极。接地电极8和环装电极7相连。
环状电极7具有和安装用基板的安装基板侧环状导体用焊锡等连接，作为弹性表面波滤波器的接地电极发挥功能的同时密封压电基板2和安装用基板之间的空间的作用。
在此弹性表面波元件1中，在和压电基板2的一个主面相反的面(称为另一个主面)上粘接由比压电材料介电常数小的材料构成的第2基板。在第2基板的、和压电基板2粘接的面相反的面上形成导体层。
由此，能够降低滤波器区域9的输入电极部5和滤波器区域9的输出电极部6通过在导体层间产生的寄生电容容性地耦合，即，能够改善弹性表面波元件1的通过带宽外衰减特性。
在本例中，利用了环状电极7作为弹性表面波元件1的接地电极，但也可以不将环状电极7作为接地电极使用，而将弹性表面波元件1的接地电极8直接连接到安装用基板的接地电极上。
通过将以上说明的压电基板2的一个主面和安装用基板的表面相对安装，构成弹性表面波装置。
图2是表示根据本发明制造的另外的弹性表面波元件的一个主面的俯视图。
此弹性表面波元件是采用2个梯式弹性表面波元件构成双工器的例子。形成2个滤波器区域，分别构成发送用滤波器和接收用滤波器。
如图2所示，在压电基板2上形成发送端滤波器区域12以及接收端滤波器区域13。在发送端滤波器12上形成多个IDT电极3以及连接它们的连接电极4、为了连接弹性表面波元件1和安装用基板(图中未表示)，使IDT电极3电气地连接的输入电极部5i以及输出电极部6i。
同样在接收端滤波器区域13上形成多个IDT电极3以及连接它们的连接电极4、为了连接弹性表面波元件1和安装用基板，使IDT电极3电气地连接的输入电极部5j以及输出电极部6j。
然后，使发送端滤波器区域12和接收端滤波器区域13分别单独被封装围这样形成环状电极7。将环状电极7采用焊锡等，和在安装用基板的表面与此相对应形成的安装基板侧环状导体连接。
在此例中，环状电极7是分别地封装围发送端滤波器区域12和接收端滤波器区域13这样一体地形成的，作为接收端滤波器区域13的接收端滤波器的接地电极发挥功能的同时，具有在压电基板2和安装用基板之间分别密封发送端滤波器区域12和接收端滤波器区域13的作用。
在此弹性表面波元件1中，也在压电基板2的另一个主面上粘接由比压电材料介电常数小的材料构成的第2基板。在第2基板的、与压电基板2粘接的面相反的面上，形成导体层。
由此，能够降低发送端滤波器区域12的输入电极部5i和接收端滤波器区域13的输出电极部6j通过在导体层间产生的寄生电容容性地耦合，即，能够改善弹性表面波元件1的通过带宽外衰减特性。
图3是表示弹性表面波元件的进一步另外的例子中压电基板的一个主面的俯视图。
在本例中，在压电基板2的一个主面一侧，按照IDT电极3和环状电极7是高频地非导通状态，直流地导通的方式，IDT电极3和环状电极7经由电阻体15连接。环状电极7和安装基板侧环状导体相连，作为接地电位。
进一步图4是表示形成了2个滤波器区域的弹性表面波元件的压电基板的一个主面的俯视图。
在本例中，也在压电基板2的主面一侧的2个滤波器区域上经由电阻体15连接了IDT电极3和环状电极7。另外，环状电极7和安装基板侧环状导体相连，作为接地电位。
这样，IDT电极3经由电阻体15和环状电极7电气地连接，此环状电极7作为接地电位。由此，由于能使电荷从压电基板2的主面向安装用基板的接地电极释放，能够有效地防止弹性表面波元件1的热电破坏。
还有，这些电阻体15是在滤波器所使用的频带中十分高的电阻，选择几乎可以被作为绝缘体的电阻值。作为电阻体15的材料最好采用硅和氧化钛等的高阻值半导体。这些材料或者添加了微量的硼等的元素，或者通过调整组成比，能够控制电阻值为适当的值。
接着，在图5中表示本发明的弹性表面波元件的断面图。
另外，将此弹性表面波元件安装在安装基板上的弹性表面波装置的断面图在图6中表示。
如图5所示，在压电基板2的一个主面形成IDT电极3，在压电基板2的另一个主面上粘接由比压电基板2介电常数小的材料构成的第2基板21的一个主面，在第2基板21的另一个主面的全体形成导体层22。
还有，对图5的IDT电极3等的断面形状简略地描画。实际是如图1～图4所示的IDT电极等。
此处，作为压电基板2能采用钽酸锂单结晶和铌酸锂单结晶以及四硼酸锂单结晶等。
例如，如果是作为压电基板2采用了介电常数42.7的钽酸锂的情况，作为介电常数比压电基板2小的第2基板21，能采用硅(介电常数为3.4)、蓝宝石(介电常数为9.4)、石英(介电常数为3.8)、水晶(介电常数为3.8)、玻璃基板(介电常数为3.8左右)、铝(介电常数为8.5左右)等的陶瓷基板、聚酰亚胺、液晶聚合物(任何一种都存在介电常数小于10的物质)等的树脂基板。
当然，第2基板21并非限定于这些基板，比压电基板2介电常数小、只要是能产生防止本发明的通过带宽外衰减特性的恶化的效果的基板即可。
所述第2基板21的厚度d2优选比压电基板2的厚度d1大。这样的话，即使压电体基板2本身脆，由于第2基板21具有强度，也能够避免基板全体机械强度的下降。
压电基板2和第2基板21各自的基板表面通过机械研磨以及化学研磨被镜面化之后，通过清洗将表面洗净，进行了亲水化处理之后，能够直接粘接。
另外，对IDT电极3能够采用铝、铝合金、铜、铜合金、金、金合金、钽、钽合金、或者由这些材料构成的多层层积膜、由这些材料和钛、铬等的材料构成的层的层积膜。作为导体层的成膜方法能采用溅射法和电子束蒸镀法。
作为图案化此IDT电极3的方法，有在IDT电极3成膜后进行光刻，接着进行RIE(Reactve lon Etching)和湿蚀刻的方法。
另外，在IDT电极3成膜前，在压电基板的一个主面上形成抗蚀剂，进行光刻，以所期望的图案开口之后，使导体层成膜，其后对在每个不要的部分成膜的导体层除去抗蚀剂，进行剥离处理也可以。
接着，在第2基板21的另一个主面的全体形成导体层。作为第2基板21的另一个主面的导体层22的材料能采用铝、铝合金等。作为其成膜方法能采用溅射法和电子束蒸镀法。
接着，将为了保护IDT电极3的保护膜30(参照图6)成膜。作为保护膜30的材料能采用硅、二氧化硅等。作为保护膜30的成膜方法能采用溅射法、CVD(化学气相淀积法)、电子束蒸镀法等。
在此保护膜成膜工艺中，为了得到良好的膜质和粘附性，加热压电基板进行成膜的情况和不积极地进行加热的情况也由于对压电基板的表面进行等离子处理，达到50～300℃左右的温度，在这样的情况下，在第2基板21的另一个主面形成的导体层22能发挥有效地防止热电破坏的功能。
接着，存在输入电极部5、输出电极部6、接地电极8、11及环状电极7的情况下环状电极上层叠新的导体层，形成输入焊盘以及输出焊盘(在图1～图4中用黑圆点表示)。
此新的导体层是为了以高可靠性、电气地以及/或者构造地连接弹性表面波元件1和安装用基板的层，例如如果在连接时使用焊锡，具有确保焊锡的润性防止扩散的功能，另外，如果连接时使用金凸台，具有能利用超声波使金粘接这样调整的功能。
作为这样的新的导体层的材料、构造能采用铬/镍/金或者铬/银/金的层积膜和金以及铝的厚膜。
作为新的导体层的成膜方法能采用溅射法和电子束蒸镀法。
还有，即使在新的导体层成膜工艺中，为了得到良好的膜质和粘附性，加热压电基板进行成膜的情况和不积极地进行加热的情况，由于压电基板的表面被等离子处理，达到50～300℃左右的温度，在这样的情况下，第2基板21的另一个主面的导体层22也能发挥有效地防止热电破坏的功能。
接着，以至此以在1个压电基板上形成了多个弹性表面波元件区域的所谓制作多个的方法进行了制作的情况下，将压电基板分离(separate)为每个弹性表面波元件区域得到多个弹性表面波元件1。
作为分离方法例如能采用使用了切割刀的切割法和通过激光加工的激光切割法等。
接着，在安装用基板31上使一个主面相对地安装弹性表面波元件1。
安装用基板31是电路基板，在此安装用基板31的表面形成和输入电极部5、输入电极部6以及接地端子8相对应的输入端子、输出端子以及接地端子(每个都没有图示)、和环状电极7相对应的安装基板侧环状导体32。
根据这样的弹性表面波装置，在弹性表面波元件1的压电基板2的一个主面上封装围滤波器区域形成环状电极7，弹性表面波元件1的各焊盘经由导体垫焊盘和安装用基板31的各个端子相连的同时，环状电极7和在安装用基板31的表面和此对应形成的安装用基板侧环状导体32例如采用焊锡等的焊剂33将内侧以环状密封这样连接。
由此，因为能够确保弹性表面波元件1动作面一侧的气密性，所以能使弹性表面波元件1不受到外封装装保护材料等的影响，稳定地工作的同时，能使其动作长时间稳定地进行，可以得到高可靠性的弹性表面波装置。
另外，在由这些环状电极7以及安装基板侧环状导体32被环状地气密封的内部，进一步通过密封例如作为惰性气体的氮气等，因为能够有效地防止由于各IDT电极3和各焊盘、各端子的氧化等带来的恶化，进一步获得高可靠性成为可能。
然后，如图6所示，将在安装用基板31上安装的弹性表面波元件1采用密封树脂34树脂成模，将安装用基板31和密封树脂34同时根据每个弹性表面波元件1通过切割等切断，得到采用了本发明的弹性表面波元件1的弹性表面波装置。
密封树脂34也可以封装含由氮化铝、银、镍等构成的填充物。通过封装含这样的填充物，密封树脂34的热传导率上升，由此，由于弹性表面波元件1的放热性得到改善，IDT电极3的耐电功率性得到改善。
以上这样，本发明的弹性表面波元件1在压电基板2的一个主面上分别形成具有IDT电极3和输入电极部5以及输入电极部6的滤波器区域的同时，在压电基板2的另一个主面粘接由比压电基板2介电常数小的材料构成的第2基板21的一个主面，在第2基板21的另一个主面的全体形成导体层22。
根据这样的构造，和以往这样单独使用压电基板，在压电基板的另一个主面的全体形成导体层的情况相比，能使形成IDT电极的基板本身的实际介电常数小。
因此，能使在输入电极部5以及输出电极部6之间形成的寄生电容变小，能抑制由于其寄生电容引起的通过带宽外衰减特性的恶化，能够改善通过带宽外衰减特性。
特别是，如果是具有发送端滤波器区域12以及接收端滤波器区域13的双工类型的弹性表面波装置，能使在发送端滤波器区域12的输入电极部5以及接收端滤波器区域13的输出电极部6之间形成的寄生电容变小，能够抑制由于其寄生电容引起的隔离特性的恶化，能够改善隔离特性。
进一步，通过在第2基板21的另一个主面的全体形成导体层22，使由于在制造工艺中急剧的温度变化产生的电荷有效地释放成为可能，能得到防止由于压电基板的热电性引起的热电破坏等的电极损坏的效果。
即，根据本例，能够提供同时具有良好地防止热电破坏的效果和减小基板的实际介电常数，防止通过带宽外衰减特性以及隔离特性的恶化的效果的两种效果的弹性表面波元件1以及利用了此元件的弹性表面波装置。
图7表示本发明的另外的实施方式中弹性表面波元件的断面图。
在此弹性表面波元件1A中，在压电基板2的一个主面上形成IDT电极3，在压电基板2的另一个主面上经由粘接层23粘接由比压电基板2介电常数小的材料构成的第2基板21的一个主面，在第2基板21的另一个主面的全体形成导体层22。
作为粘接层23的材料能采用由硼酸玻璃、石英玻璃和玻璃陶瓷等构成的玻璃质体以及有机物或者封装含有机物的粘接剂。
由于通过粘接层23良好地保持压电基板2和第2基板21的粘接状态，所以粘接后，也可以进行热处理。
由此，第2基板21通过经由粘接层23和压电基板2粘接，由于通过粘接层23能缓解应力，所以能够保持第2基板21和压电基板2的粘接状态，能够提供隔离特性良好的弹性表面波元件1A以及采用了此元件的弹性表面波装置。
图8表示本发明的进一步其它的弹性表面波元件的断面图。
在此弹性表面波元件1B中，在压电板2A的一个主面上形成IDT电极3，在压电板2A的另一个主面和图7同样地经由粘接层23粘接由比压电板2A介电常数小的材料构成的第2基板21的一个主面，在第2基板21的另一个主面的全体形成导体层22。
另外，压电基板2A的另一个主面和一个主面相比是粗面。
压电基板2A的另一个主面和一个主面相比是粗面，例如采用砥石粒通过研磨另一个主面，能实现所期望的粗面化。
这样，通过使压电板2A的另一个主面和另一个主面相比是粗面，由于在粗的压电基板的另一个主面，体波被散乱，所以由一个滤波器区域的IDT电极3产生的体波不能和在另一个滤波器区域形成的IDT电极3充分耦合。由此，励振的弹性表面波通过模式变换后的体波的传播确实被抑制，隔离特性的恶化中，由于体波的传播恶化的部分也能被有效地降低，对进一步改善隔离特性是有利的。
本发明的弹性表面波装置能适用于通信装置。
即，在至少封装括接收电路或者发送电路之一的通信装置中，能将本发明的弹性表面波装置封装含在这些电路中作为带通滤波器使用。
例如，将发送信号由功率放大器放大，使不需要的信号由带通滤波器衰减，由混频器调制到载波频率，其后，能适用于通过双工器封装括了由天线发送的发送电路的通信装置。
另外，也可以适用于备有由天线接收接收信号，通过双工器取出接收信号，由低噪音放大器放大，由带通滤波器衰减不需要的信号，由混频器从载波频率中分离如此这样的接收电路的通信装置。
如果这些发送电路以及接收电路的至少一个采用本发明的弹性表面波装置，能够提供传输特性提高了的优良的本发明的通信装置。
另外，由本发明的弹性表面波装置构成的双工器如在图9(a)中所示的电路图中这样，能够适用于通信装置前端的SAW-DPX中。
另外，如图10的电路图所示，能适用于集成了将接收信号变换为中间频率时，防止向混频器的本地信号向天线侧泄漏的同时，也能适用于只使接收信号通过的接收端侧滤波器、具有使本地信号的频带通过的特性的滤波器的分频器。
还有，图10是表示通信装置的混频器周边部分的构成的电路图。在图10中，同时表示由压电基板的另一面的导体层产生的寄生电容C。
还有，本发明并非限定于以上的导体非形成区域的例子，在不超出本发明的宗旨的范围内能实行各种变更。
例如，也可以在同一压电基板上设置2组以上的分频器，进一步，也可以在相同压电基板上设置不影响分频器的隔离特性的另外的滤波器。此种情况下，和分别制作了多个弹性表面波元件的情况相比，能使全体占有的面积变小。
例如，在图1至图4中表示了采用梯式滤波器的情况，但本发明不限定滤波器的构造，也可以采用DMS型和IIDT(Integrated IDT)型的滤波器。
另外，输入输出端子的配置也不限定于从图1至图4所示的配置。例如，输入输出端子也可以位于压电基板的对角上。此种情况下，通过控制端子间距离，能成为使由于电磁波的结合产生的各滤波器间的隔离特性的恶化减小的装置。
进一步，在以上的例子中，在第2基板的另一面全体形成了导体层，但也可以是部分地形成。部分地形成导体层也能发挥有效防止热电破坏的功能。此种情况也可以是暂时在全体形成导体层之后，不除去所期望区域的导体层，预先设定不形成导体层的区域，在其区域以外形成导体层这样构成。
另外，对低频侧滤波器作为发送端滤波器，高频侧滤波器作为接收端滤波器进行了说明，但也可以是低频侧滤波器作为接收端滤波器，高频侧滤波器作为发送端滤波器。
另外，将在压电基板的表面形成确保振动空间密封的构造体，采用所谓的晶片级封装(晶片级封装，以下记为WLP)技术制作的元件直接倒装片安装于携带通信机器等的PCB(印刷电路板)时，在压电基板的另一个主面上导入粘接第2基板的工艺是有效的。
采用WLP技术制作的弹性表面波元件的一例在图11中表示。在压电基板2的主面上形成IDT电极43、输入输出电极44等，通过空腔构造体48a、48b确保振动空间42。在输入输出电极44上形成焊盘电极46，这成为镀覆的防护层。49是由镀覆制作的柱电极。根据需要形成端子电极50、保护膜45、外装树脂41等也可以。这样的弹性表面波元件的情况下，能实现非常小型的弹性表面波装置。
另外，对于各电极的大小和电极间的距离等或者电极柱的根数和间隔等由于是为了说明只是模式地进行了图示，并非是限定于这些。
(实施例)利用图7所示的弹性表面波元件1A，对于具体试作了作为图6所示的弹性表面波装置的弹性表面波滤波器的具体制作的实施例进行说明。
首先，在由38.7°Y切面X传播钽酸锂(LT)单结晶构成的压电体的压电基板2(厚度125μm)上，作为粘接层采用由石英玻璃构成的玻璃质体，将压电基板2的另一个主面和第2基板21的一个主面粘接。作为第2基板21采用了介电常数εr为4.5的石英。此介电常数4.5比钽酸锂单结晶基板的介电常数42.7小。
接着，在压电基板2的一个主面上由溅射法从基板侧成膜由Ti/Al-1质量％Cu/Ti/Al-1质量％Cu构成的4层的导体层。各导体层的厚度分别为6nm/209nm/6nm/209nm。
接着，由溅射法在第2基板21的另一个主面形成了由纯Al构成的导体层22。此导体层22的厚度为200nm。
接着，将压电基板2的一个主面的导体层通过光刻和RIE(Reactive ionEtching反应性离子蚀刻)图案化，如图2所示，形成了具有分别封装括IDT电极3和输入电极部5以及输入电极部6的发送端滤波器区域12以及接收端滤波器区域13的多个弹性表面波元件区域。此时的蚀刻气体采用了BCI3以及CI2的混合气体。
还有，形成IDT电极3的梳形电极的线宽以及相邻梳形电极间的距离都约为1μm。
接着，在输入电极部5、输入电极部6及环状电极7上面，将新的由Cr/Ni/Au构成的导体层迭层，形成了输入焊盘以及输出焊盘。此新的导体层的厚度分别为6nm/1000nm/100nm。
接着，将粘接了压电基板2和第2基板21的基板根据每个弹性表面波区域切割分离，得到了多个弹性表面波元件1A。
接着，使弹性表面波元件1A在由LTCC(Low Temperature Co-firedCeramics低温Co-烧灼的陶瓷)基板构成的安装用基板31上和一个主面相对安装。
此处，LTCC基板封装括和在弹性表面波元件1A的一个主面形成的环状电极7相对应的安装基板侧环状导体32以及弹性表面波元件1A的输入输出焊盘相连的焊盘电极，预先在这些安装基板侧环状电极31以及焊盘电极上作为焊剂33印刷了焊锡。
在此，安装弹性表面波元件1A时，使和这些焊锡图案一致这样配置弹性表面波元件1A，通过施加超声波暂时固定，其后，通过加热，由于焊锡熔化，将环状电极7和安装基板侧环状导体32以及输入输出焊盘和焊盘电极连接。
由此，弹性表面波元件1A由LTCC基板的安装基板侧环状导体32和与此相连的环状电极7被完全气密封。还有，弹性表面波元件1A的安装工艺是在氮气氛围气下进行的。
接着，将弹性表面波元件1A的另一个主面(背面)用密封树脂34保护，最后通过在各弹性表面波元件1A间切割安装用基板31，得到了采用了本发明的弹性表面波元件1A的弹性表面波滤波器。
另外，作为比较例，制作了采用了以往这样在压电基板的一个主面上形成IDT电极，在压电基板的另一个主面上形成了导体层的弹性表面波元件的弹性表面波装置。
为了进行两者的比较，在表1中表示在本发明的实施例和比较例中的基板的介电常数εr以及基板的厚度d(单位mm)和IDT电极与另一个主面的导体层之间的寄生电容的仿真结果。
表1
根据表1所示结果，在本发明的实施例的情况中，在IDT电极和另一个主面的导体层之间的寄生电容能比比较例减小约1/5。
另外，对于由这样制作的本发明的实施例的弹性表面波装置进行了测量，分别以曲线图在图12(a)中表示其隔离特性，在图12(b)中表示频率特性。
在各个曲线图中，横坐标表示频率(单位MHz)，纵坐标表示衰减量(单位dB)。虚线的特性曲线表示单独采用了基板的比较例的结果，实线的特性曲线表示采用了由LT构成的第1基板和由石英构成的第2基板的实施例的结果。此隔离特性是在图9(c)中表示电路图的构成(存在寄生电容C的情况)中，在Tx滤波器的输入端子施加RF信号，通过测量来自Rx滤波器的输出端子的信号求出的(还有，如在同一电路图中所示，通常作为分频器使用时，以在Tx滤波器和Rx滤波器之间插入匹配网络的状态测量的)。
从图12(a)所示的结果看出，根据此本发明的实施例的弹性表面波装置和比较例的装置相比，具有非常良好的隔离特性。
另外，其结果，从图12(b)所示的结果看出，和比较例的装置相比，通过带宽附近的通过带宽外衰减特性也得到改善。
权利要求
1.一种弹性表面波元件，是在由压电体构成的第1基板的一个主面的滤波器区域形成IDT电极和输入电极部以及输出电极部的弹性表面波元件，其特征在于，在所述第1基板的另一个主面粘接由比所述第1基板介电常数小的材料构成的第2基板；在所述第2基板的、和所述第1基板粘接的面相反的一面，形成导体层。
2.根据权利要求1所述的弹性表面波元件，其特征在于，所述导体层，形成在所述第2基板的、和所述第1基板粘接的面相反的面的全体上。
3.根据权利要求1所述的弹性表面波元件，其特征在于，所述滤波器区域，由发送端滤波器区域以及接收端滤波器区域构成，在各个滤波器区域上形成IDT电极和输入电极部以及输出电极部。
4.根据权利要求1所述的弹性表面波元件，其特征在于，所述第2基板经由粘接层和所述第1基板粘接。
5.根据权利要求1所述的弹性表面波元件，其特征在于，所述第1基板的所述另一个主面是比所述第1基板的所述一个主面粗糙的面。
6.根据权利要求1所述的弹性表面波元件，其特征在于，所述第2基板是多层基板。
7.根据权利要求1所述的弹性表面波元件，其特征在于，所述第2基板是由比用压电体构成的第1基板的热膨胀系数小的材料构成。
8.根据权利要求1所述的弹性表面波元件，其特征在于，所述第2基板由从硅、玻璃、蓝宝石、石英、水晶、树脂以及陶瓷中选择的材料构成。
9.根据权利要求1所述的弹性表面波元件，其特征在于，所述第2基板的厚度d2和第1基板的厚度d1的关系为d2＞d1。
10.一种弹性表面波装置，其特征在于，是在形成了所述权力要求1所述的弹性表面波元件的第1基板的滤波器区域的主面和安装用基板相对的状态下被安装的。
11.一种弹性表面波装置，其特征在于，是使形成了所述权力要求3所述的弹性表面波元件的第1基板的滤波器区域的主面和安装用基板相对安装的。
12.根据权力要求3所述的弹性表面波元件，其特征在于，所述第1基板的所述另一个主面是比所述第1基板的所述一个主面粗糙的面。
13.一种通信装置，其特征在于，具有权力要求10或者权力要求11所述的弹性表面波装置，至少备有接收电路以及发送电路的一个。
14.一种通信装置，其特征在于，将权力要求10或者权力要求11所述的弹性表面波装置作为分频器使用。
全文摘要
在形成发送端滤波器区域(12)以及接收端滤波器区域(13)的压电基板(2)的另一个主面上，粘接由比压电基板(2)介电常数小的材料构成的第2基板(21)，在第2基板(21)的另一个主面的全体形成导体层(22)。压电基板(2)的实际介电常数变小，能使在发送端滤波器区域(12)的输入电极部(5)和接收端滤波器区域(13)的输出电极部(6)之间形成的寄生电容减小，能够改善隔离特性。
文档编号H03H9/64GK1728550SQ20051008793
公开日2006年2月1日 申请日期2005年7月27日 优先权日2004年7月28日
发明者横田裕子, 山形佳史, 饭冈淳弘 申请人:京瓷株式会社