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JP2007228120A - Surface acoustic wave device - Google Patents

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JP2007228120A
JP2007228120A JP2006044813A JP2006044813A JP2007228120A JP 2007228120 A JP2007228120 A JP 2007228120A JP 2006044813 A JP2006044813 A JP 2006044813A JP 2006044813 A JP2006044813 A JP 2006044813A JP 2007228120 A JP2007228120 A JP 2007228120A
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Japan
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substrate
surface acoustic
acoustic wave
piezoelectric substrate
chip
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Application number
JP2006044813A
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Japanese (ja)
Inventor
Masayuki Tanno
雅行 丹野
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Publication date
Application filed by Shin Etsu Chemical Co Ltd filed Critical Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Abstract

【課題】電気機械結合係数が大きく、周波数温度特性が極めて良いとともに、特に耐電力性が高く、大きな電力を印加しても電極が劣化しない安価な弾性表面波素子を生産性高く提供する。
【解決手段】圧電基板上に弾性表面波または漏洩弾性表面波を励振・検出する金属電極が形成された弾性表面波素子であって、少なくとも、圧電基板とセラミック基板とを接着剤を介して貼り合わせた複合圧電基板をチップ形状に加工した複合圧電チップと、該複合圧電チップをフリップチップボンディングによって実装する実装基板とを具備し、前記金属電極の厚さは、漏洩弾性表面波の波長で規格化した値で0.04以上であり、前記圧電基板表面の弾性表面波または漏洩弾性表面波の伝播方向の膨張係数αc(ppm/℃)と、前記実装基板の膨張係数αs(ppm/℃)とが、αs<αc<αs+6なる関係を満たすように実装された弾性表面波素子。
【選択図】図1
A low-cost surface acoustic wave device having a large electromechanical coupling coefficient, extremely good frequency-temperature characteristics, particularly high power durability, and an electrode that does not deteriorate even when a large amount of power is applied is provided with high productivity.
A surface acoustic wave element in which a metal electrode for exciting and detecting surface acoustic waves or leaky surface acoustic waves is formed on a piezoelectric substrate, and at least the piezoelectric substrate and a ceramic substrate are bonded via an adhesive. A composite piezoelectric chip obtained by processing a combined composite piezoelectric substrate into a chip shape, and a mounting substrate on which the composite piezoelectric chip is mounted by flip chip bonding, and the thickness of the metal electrode is specified by the wavelength of the leaky surface acoustic wave The expansion coefficient αc (ppm / ° C.) in the propagation direction of the surface acoustic wave or leakage surface acoustic wave on the surface of the piezoelectric substrate and the expansion coefficient α s (ppm / ° C.) of the mounting substrate Are surface acoustic wave elements mounted so as to satisfy the relationship of αs <αc <αs + 6.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、複合圧電基板を使用した弾性表面波デバイスに関するものである。   The present invention relates to a surface acoustic wave device using a composite piezoelectric substrate.

携帯電話やローカルエリアネットワーク(LAN)、パーソナルエリアネットワーク(PAN)等の高周波通信において用いられる周波数調整・選択用の部品として、例えば圧電基板上に弾性表面波を励振するための櫛形電極が形成された弾性表面波(Surface Acoustic Wave、SAW)デバイスが用いられる。これに用いられる圧電基板材料は、電気信号から機械的振動への変換効率(以下電気機械結合係数と記す)が極めて大きいこと、また櫛形電極の電極間隔と弾性波の音速により決まるフィルタ等の中心周波数が温度により変動しないことが求められる(以下、周波数温度特性と記す)。
すなわち、大きな電気機械結合係数と小さな周波数温度係数を兼ね備えた圧電基板が有れば好ましい。こうした特性を実現する圧電基板の一例として、圧電基板と他の基板を接合した複合圧電基板がある。
For example, a comb-shaped electrode for exciting a surface acoustic wave is formed on a piezoelectric substrate as a component for frequency adjustment / selection used in high-frequency communication such as a cellular phone, a local area network (LAN), and a personal area network (PAN). A surface acoustic wave (SAW) device is used. The piezoelectric substrate material used for this has a very high conversion efficiency (hereinafter referred to as an electromechanical coupling coefficient) from electrical signals to mechanical vibrations, and the center of a filter or the like determined by the electrode spacing of the comb-shaped electrodes and the acoustic velocity of elastic waves. It is required that the frequency does not vary with temperature (hereinafter referred to as frequency-temperature characteristics).
In other words, it is preferable to have a piezoelectric substrate having both a large electromechanical coupling coefficient and a small frequency temperature coefficient. An example of a piezoelectric substrate that realizes such characteristics is a composite piezoelectric substrate in which a piezoelectric substrate and another substrate are bonded.

このような複合圧電基板の一例として、圧電材料の表面に弾性波を励振・検出するための電極が設けられており、前記圧電材料裏面に複合積層体を接合したことを特徴とする温度安定化表面波装置が開示されている。この表面波装置は、制御された応力変化を前記圧電材料に誘起させることにより、前記圧電材料において温度補正がなされるというものである(特許文献1参照)。
この例では、「複合積層体にLiNbO(ニオブ酸リチウム)基板を強固に結合することにより、前述したように基板上に圧縮力が生じ、この圧縮力は温度が増大するに従って増大する。かくして、遅延時間およびフィルタ中心周波数に対する温度の影響を補正する手段を得ることができる。」とされている。これは、支持基板となる複合積層体の膨張係数は圧電材料であるLiNbO基板の弾性表面波伝播方向のそれよりも小さいことを意味し、これにより温度変化に応じて圧電基板に応力が発生してSAWデバイスの遅延時間およびフィルタ中心周波数に対する温度の影響を補正できるということを意味する。
As an example of such a composite piezoelectric substrate, an electrode for exciting and detecting an elastic wave is provided on the surface of the piezoelectric material, and the temperature stabilization is characterized in that a composite laminate is joined to the back surface of the piezoelectric material. A surface wave device is disclosed. This surface wave device is such that temperature correction is performed in the piezoelectric material by inducing a controlled stress change in the piezoelectric material (see Patent Document 1).
In this example, “the LiNbO 3 (lithium niobate) substrate is firmly bonded to the composite laminate to generate a compressive force on the substrate as described above, and this compressive force increases as the temperature increases. It is possible to obtain a means for correcting the influence of temperature on the delay time and the filter center frequency. " This means that the expansion coefficient of the composite laminate as the support substrate is smaller than that of the surface acoustic wave propagation direction of the LiNbO 3 substrate, which is a piezoelectric material, and stress is generated in the piezoelectric substrate in response to temperature changes. This means that the influence of temperature on the delay time and filter center frequency of the SAW device can be corrected.

また、接着剤を使用して剛板と圧電板とを貼り合せて一体の基板とし、前記圧電板表面に電極を設けた機能素子を、パッケージに収納した電気部品が開示されている(特許文献2参照)。
すなわち、圧電材料とこれより小さな膨張係数を有する基板とを貼り合せた複合圧電基板を用いた弾性表面波素子は周波数温度特性が改善されること、接着剤を用いて剛板と圧電板を貼り合せて一体の基板とすることは公知の技術である。
Further, an electrical component is disclosed in which a functional element having an electrode provided on the surface of the piezoelectric plate is housed in a package by bonding a rigid plate and a piezoelectric plate using an adhesive (Patent Document). 2).
That is, a surface acoustic wave device using a composite piezoelectric substrate in which a piezoelectric material and a substrate having a smaller expansion coefficient are bonded has improved frequency temperature characteristics, and a rigid plate and a piezoelectric plate are bonded using an adhesive. It is a well-known technique to combine them into an integrated substrate.

また、非特許文献1には、表面にAlまたはCuの電極を形成しその上にSiO膜を形成した5°回転YカットLiNbO基板は、電気機械結合係数が25%程度と大きく1次の温度特性がほぼ零であることが示されている。
ここでは、漏洩弾性表面波の波長で規格化した電極厚が0.035である例が示されている。
しかし、このような基板では、SiO膜を厚くすると電気機械結合係数が小さくなる。また、例えば送信段で用いる無線通信部品では、大きな電力がかかると、電極が劣化するという問題があった。
また、非特許文献2には64°回転YカットLiNbO基板と石英基板を貼合せた複合圧電基板が開示されている。しかし、非特許文献2では電極材料の厚みについては検討されていない。
Non-Patent Document 1 discloses that a 5 ° rotated Y-cut LiNbO 3 substrate in which an Al or Cu electrode is formed on the surface and an SiO 2 film is formed thereon has a large electromechanical coupling coefficient of about 25%, which is a primary factor. It is shown that the temperature characteristics of are almost zero.
Here, an example is shown in which the electrode thickness normalized by the wavelength of the leaky surface acoustic wave is 0.035.
However, in such a substrate, when the SiO 2 film is thickened, the electromechanical coupling coefficient is reduced. Further, for example, in a wireless communication component used in a transmission stage, there is a problem that an electrode deteriorates when a large amount of power is applied.
Non-Patent Document 2 discloses a composite piezoelectric substrate in which a 64 ° rotated Y-cut LiNbO 3 substrate and a quartz substrate are bonded together. However, Non-Patent Document 2 does not discuss the thickness of the electrode material.

また、圧電性基板と、該圧電性基板上にそれぞれ形成された、複数の電極指およびこれら電極指を共通に接続するバスバーを有するインタディジタルトランスデューサ(IDT)とを備える、弾性表面波素子が、フリップチップボンディングによって実装基板上に実装された、弾性表面波素子の実装構造であって、前記実装基板は、前記圧電性基板より小さい線膨張係数を有し、かつ、前記バンプは、温度変化による前記圧電性基板の熱膨張および熱収縮が前記実装基板によって抑えられるように配置されていることを特徴とする、弾性表面波素子の実装構造が開示されている(特許文献3参照)。
この例の実施例においては、圧電体としてLiTaO(膨張係数16ppm/℃)、実装基材としてアルミナ(膨張係数7ppm/℃)を使用しバンプを介してフリップチップボンディングによって実装基板上に実装された弾性表面波フィルタが、動作周波数1.9GHzにおいて温度による周波数変動が−11kHz/℃だけ改善されたことが開示されている。
この改善効果は、温度係数にして約6ppm/℃だけ改善されるものであり好ましいとされる。
Further, a surface acoustic wave device including a piezoelectric substrate and an interdigital transducer (IDT) formed on the piezoelectric substrate and having a plurality of electrode fingers and a bus bar that commonly connects the electrode fingers, A surface acoustic wave element mounting structure mounted on a mounting substrate by flip chip bonding, wherein the mounting substrate has a smaller linear expansion coefficient than the piezoelectric substrate, and the bumps are subject to temperature changes. A mounting structure for a surface acoustic wave element is disclosed, wherein the piezoelectric substrate is disposed so that thermal expansion and contraction of the piezoelectric substrate are suppressed by the mounting substrate (see Patent Document 3).
In the example of this example, LiTaO 3 (expansion coefficient 16 ppm / ° C.) is used as the piezoelectric body, and alumina (expansion coefficient 7 ppm / ° C.) is used as the mounting base, and the chip is mounted on the mounting substrate by flip chip bonding via bumps. In the surface acoustic wave filter, it is disclosed that the frequency variation due to temperature is improved by −11 kHz / ° C. at an operating frequency of 1.9 GHz.
This improvement effect is preferable because it is improved by about 6 ppm / ° C. in terms of temperature coefficient.

一方、非特許文献3では、圧電体として48°回転YカットLiTaOを用い、この圧電体にその支持基板であるSi基板がSiO層を介して直接接合された複合圧電基板を用いた弾性表面波デバイスが開示されている。この弾性表面波デバイスの動作周波数の温度特性は、複合圧電チップをボンディングワイヤー法で接続すると動作周波数の温度特性が−12ppm/℃であるのに対し、フリップチップボンディング法では−22ppm/℃(乃至−35ppm/℃)と温度特性が劣化してしまうことが記載されている。 On the other hand, in Non-Patent Document 3, 48 ° rotated Y-cut LiTaO 3 is used as a piezoelectric body, and an elastic using a composite piezoelectric substrate in which a Si substrate as a supporting substrate is directly bonded to the piezoelectric body via a SiO 2 layer. A surface wave device is disclosed. The temperature characteristics of the operating frequency of this surface acoustic wave device are as follows. When the composite piezoelectric chip is connected by the bonding wire method, the temperature characteristic of the operating frequency is −12 ppm / ° C., whereas the flip chip bonding method is −22 ppm / ° C. (−35 ppm / ° C.) and temperature characteristics are described as being deteriorated.

特開昭51−25951号公報JP 51-25951 A 特開平2−62108号公報JP-A-2-62108 特開2003−324334号公報JP 2003-324334 A 圧電材料・デバイスシンポジウム予稿集 2005、 pp.153-158Proceedings of Piezoelectric Materials and Devices Symposium 2005, pp.153-158 K. Yamanouchi et al., Proc. 1999 IEEE Ultrasonics Symp., pp.239-242K. Yamanouchi et al., Proc. 1999 IEEE Ultrasonics Symp., Pp.239-242 B.P.Abbot, J.Caron, J.Chocola, K.Lin , S.Malocha , N.Naumenko and P.Welsh, "Advances in Rf SAW Substrates",2nd International Symposium on AcousticWave Devices for Future Mobile Communication Systems,pp.233-243,2003BPAbbot, J. Caron, J. Chocola, K. Lin, S. Malocha, N. Naumenko and P. Welsh, "Advances in Rf SAW Substrates", 2nd International Symposium on AcousticWave Devices for Future Mobile Communication Systems, pp.233 -243,2003

本発明は、電気機械結合係数が大きく、周波数温度特性が極めて良いとともに、特に耐電力性が高く、大きな電力を印加しても電極が劣化しない安価な弾性表面波素子を生産性高く提供することを目的とする。   The present invention provides an inexpensive surface acoustic wave device with high productivity that has a large electromechanical coupling coefficient, extremely good frequency temperature characteristics, particularly high power resistance, and does not deteriorate even when large power is applied. With the goal.

上記課題を解決するために、本発明は、圧電基板上に弾性表面波または漏洩弾性表面波を励振・検出する金属電極が形成された弾性表面波素子であって、少なくとも、圧電基板とセラミック基板とを接着剤を介して貼り合わせた複合圧電基板をチップ形状に加工した複合圧電チップと、該複合圧電チップをフリップチップボンディングによって実装する実装基板とを具備し、前記圧電基板上に形成された金属電極の厚さは、漏洩弾性表面波の波長で規格化した値で0.04以上であり、前記圧電基板表面の弾性表面波または漏洩弾性表面波の伝播方向の膨張係数αc(ppm/℃)と、前記実装基板の膨張係数αs(ppm/℃)とが、
αs<αc<αs+6
なる関係を満たすように実装されたものであることを特徴とする弾性表面波素子を提供する(請求項1)。
In order to solve the above problems, the present invention provides a surface acoustic wave element in which a metal electrode for exciting and detecting a surface acoustic wave or a leaky surface acoustic wave is formed on a piezoelectric substrate, and includes at least a piezoelectric substrate and a ceramic substrate. And a mounting substrate on which the composite piezoelectric chip is mounted by flip chip bonding. The composite piezoelectric substrate is formed on the piezoelectric substrate. The thickness of the metal electrode is 0.04 or more as a value normalized by the wavelength of the leaky surface acoustic wave, and the expansion coefficient αc (ppm / ° C.) in the propagation direction of the surface acoustic wave or leaky surface acoustic wave on the surface of the piezoelectric substrate. ) And an expansion coefficient αs (ppm / ° C.) of the mounting substrate,
αs <αc <αs + 6
The surface acoustic wave device is provided so as to satisfy the following relationship (claim 1).

このように、本発明の弾性表面波素子は、複合圧電チップにおいて圧電基板と貼り合わす基板をセラミック基板とし、また、圧電基板とセラミック基板とを接着剤を介して貼り合わせているので、比較的安価なものとすることができ、温度特性が良好なものとすることが可能である。
また、圧電基板表面に形成された金属電極の厚さが、圧電基板表面を伝播する漏洩弾性表面波の波長で規格化した値で0.04以上であれば、耐電力性が高く、大きな電力を印加しても電極が劣化しないものとできる。
さらに、圧電基板とセラミック基板とを貼り合わせた複合圧電基板をチップ形状に加工した複合圧電チップと、該複合圧電チップをフリップチップボンディングによって実装する実装基板とを具備し、圧電基板表面の弾性表面波または漏洩弾性表面波の伝播方向の膨張係数αcと実装基板の膨張係数αsとが上記関係を満たすように実装されたものなので、生産性が高く、周波数温度特性改善効果が高い弾性表面波素子とすることができる。
Thus, the surface acoustic wave device of the present invention uses a ceramic substrate as a substrate to be bonded to a piezoelectric substrate in a composite piezoelectric chip, and also bonds the piezoelectric substrate and the ceramic substrate through an adhesive. It can be made inexpensive and can have good temperature characteristics.
In addition, if the thickness of the metal electrode formed on the surface of the piezoelectric substrate is 0.04 or more in terms of the value normalized by the wavelength of the leaky surface acoustic wave propagating on the surface of the piezoelectric substrate, the power durability is high and the power is large. It can be assumed that the electrode is not deteriorated even if s is applied.
Furthermore, it comprises a composite piezoelectric chip obtained by processing a composite piezoelectric substrate obtained by bonding a piezoelectric substrate and a ceramic substrate into a chip shape, and a mounting substrate on which the composite piezoelectric chip is mounted by flip chip bonding. The surface acoustic wave device is mounted so that the expansion coefficient αc in the propagation direction of the wave or leaky surface acoustic wave and the expansion coefficient αs of the mounting substrate satisfy the above relationship, so that the productivity is high and the frequency temperature characteristic improvement effect is high. It can be.

また、前記圧電基板は35°±35°回転YカットLiNbO基板又はLiTaO基板であることが好ましい(請求項2)。
このように、圧電基板が35°±35°回転YカットLiNbO基板又はLiTaO基板であれば、周波数温度特性が優れ、ロスが小さく、広帯域な弾性表面波素子とできる。
Further, it is preferable that the piezoelectric substrate is a 35 ° ± 35 ° rotation Y-cut LiNbO 3 substrate or LiTaO 3 substrate (claim 2).
As described above, if the piezoelectric substrate is a 35 ° ± 35 ° rotated Y-cut LiNbO 3 substrate or a LiTaO 3 substrate, the surface temperature wave device can be a broadband surface acoustic wave device with excellent frequency-temperature characteristics and low loss.

また、前記圧電基板の表面に前記金属電極を覆うようにSiO2−x層(但し0.01<x<0.5)が形成されており、該SiO2−x層の厚さは、漏洩弾性表面波の波長で規格化した値で0.1以下であることが好ましい(請求項3)。 In addition, a SiO 2−x N x layer (where 0.01 <x <0.5) is formed on the surface of the piezoelectric substrate so as to cover the metal electrode, and the thickness of the SiO 2−x N x layer The thickness is preferably 0.1 or less as a value normalized by the wavelength of the leaky surface acoustic wave.

このように、圧電基板の表面に金属電極を覆うようにSiO2−x層が形成されていれば、基板表面の電極の保護と周波数温度特性の調整ができ、また漏洩弾性表面波及び弾性表面波が混在する場合、結合が小さい弾性表面波はこの膜により減衰し不要モード(スプリアスモード)を抑圧する効果がある。またその厚さが漏洩弾性表面波の波長で規格化した値で0.1以下、特には0.05程度であれば、漏洩弾性表面波の音速の低下と結合係数の低下が発生しないようにできる。また、xが0.01より大きければ、SiO2−x層の弾性的性質が経時的に変化しにくく、xが0.5未満では膜質が劣化する可能性が低い。xは好ましくは0.1程度であれば、Nを含まない場合に比べ層自身の耐電力性が向上し好ましい。 Thus, if the SiO 2-x N x layer is formed so as to cover the metal electrode on the surface of the piezoelectric substrate, the electrode on the substrate surface can be protected and the frequency temperature characteristics can be adjusted, and the leaky surface acoustic wave and When surface acoustic waves are mixed, surface acoustic waves with small coupling are attenuated by this film, and there is an effect of suppressing unnecessary modes (spurious modes). In addition, if the thickness is a value normalized to the wavelength of the leaky surface acoustic wave of 0.1 or less, particularly about 0.05, the sound velocity of the leaky surface acoustic wave and the coupling coefficient do not decrease. it can. If x is larger than 0.01, the elastic properties of the SiO 2 -xN x layer hardly change with time. If x is less than 0.5, the film quality is unlikely to deteriorate. If x is preferably about 0.1, the power durability of the layer itself is improved as compared with the case where N is not included.

このような本発明の弾性表面波素子であれば、耐電力性が高く、大きな電力を印加しても電極が劣化しにくく、また、生産性が高く、広帯域で周波数温度特性が良好なものとすることができる。しかも、圧電基板と貼り合わせる基板をセラミック基板とし、接着剤を介して貼り合わせたものなので安価なものとすることができる。   Such a surface acoustic wave device according to the present invention has high power resistance, and the electrode is not easily deteriorated even when a large amount of electric power is applied. Further, the productivity is high, and the frequency temperature characteristic is wide in a wide band. can do. In addition, since the substrate to be bonded to the piezoelectric substrate is a ceramic substrate and bonded with an adhesive, it can be made inexpensive.

以下では、本発明の実施形態について具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
図1は本発明に係る弾性表面波素子の実施形態の一例を示す断面概略図である。
この弾性表面波素子8は、圧電基板2とセラミック基板3とを接着剤(接着層)4を介して貼り合わせた複合圧電基板をチップ形状に加工した複合圧電チップ1と、複合圧電チップ1をバンプ5を介してフリップチップボンディングによって実装する実装基板6とを具備する。また、圧電基板2上に弾性表面波または漏洩弾性表面波を励振・検出する金属電極7が形成されたものであり、この金属電極7の厚さは漏洩弾性表面波の波長で規格化した値で0.04以上である。さらに、この金属電極7を覆うようにSiO2−x層10(但し0.01<x<0.5)が形成されている。ただし、金属電極7の取り出し部の部分のみ除かれており、上述のようにバンプ5を介して実装されている。
そして、圧電基板2の表面の弾性表面波または漏洩弾性表面波の伝播方向の膨張係数αc(ppm/℃)と、実装基板6の膨張係数αs(ppm/℃)とが、αs<αc<αs+6なる関係を満たすように実装されたものであることを特徴とする。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail, but the present invention is not limited thereto.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of an embodiment of a surface acoustic wave device according to the present invention.
The surface acoustic wave element 8 includes a composite piezoelectric chip 1 obtained by processing a composite piezoelectric substrate obtained by bonding a piezoelectric substrate 2 and a ceramic substrate 3 through an adhesive (adhesive layer) 4 into a chip shape, and the composite piezoelectric chip 1. And a mounting substrate 6 mounted by flip chip bonding via the bumps 5. Further, a metal electrode 7 for exciting and detecting a surface acoustic wave or a leaky surface acoustic wave is formed on the piezoelectric substrate 2, and the thickness of the metal electrode 7 is a value normalized by the wavelength of the leaky surface acoustic wave. 0.04 or more. Further, a SiO 2 -xN x layer 10 (where 0.01 <x <0.5) is formed so as to cover the metal electrode 7. However, only the extraction part of the metal electrode 7 is removed and the metal electrode 7 is mounted via the bumps 5 as described above.
The expansion coefficient αc (ppm / ° C.) in the propagation direction of the surface acoustic wave or leaky surface acoustic wave on the surface of the piezoelectric substrate 2 and the expansion coefficient αs (ppm / ° C.) of the mounting substrate 6 are αs <αc <αs + 6. It is implemented so as to satisfy the following relationship.

本発明の弾性表面波素子8は、このように金属電極7の厚さを漏洩弾性表面波の波長で規格化した値で0.04以上とすることにより、耐電力性が高く、大きな電力を印加しても劣化しにくい。
また、上記のような構成とすることにより、生産性が高く、周波数温度特性改善効果が高いものとできる。すなわち、本発明のように、上記の圧電基板2の表面の弾性表面波または漏洩弾性表面波伝播方向の膨張係数αcと実装基板6の膨張係数αsとがαs<αc<αs+6なる関係を満たすようにしてフリップチップボンディングにより複合圧電基板を実装した弾性表面波素子8は、例えばチップアンドワイヤー法により実装した場合に比べて、周波数温度係数が数ppm/℃〜10数ppm/℃程度改善するだけでなく、フリップチップボンディングにより実装するので、生産性を高くできる。
The surface acoustic wave element 8 of the present invention has a high power durability and a large electric power by setting the thickness of the metal electrode 7 to 0.04 or more as a value normalized by the wavelength of the leaky surface acoustic wave. It is hard to deteriorate even when applied.
Further, by adopting the configuration as described above, the productivity is high and the effect of improving the frequency temperature characteristics can be high. That is, as in the present invention, the expansion coefficient αc of the surface acoustic wave or leakage surface acoustic wave propagation direction of the piezoelectric substrate 2 and the expansion coefficient αs of the mounting substrate 6 satisfy the relationship of αs <αc <αs + 6. In the surface acoustic wave element 8 on which the composite piezoelectric substrate is mounted by flip chip bonding, the frequency temperature coefficient is improved by about several ppm / ° C. to several tens ppm / ° C. as compared with the case of mounting by the chip and wire method, for example. In addition, since it is mounted by flip chip bonding, productivity can be increased.

本発明で使用する複合圧電基板は、上記のように接着層4があるため複合圧電基板表面の圧電基板表面の熱による応力が緩和されてしまうが、前述のように複合圧電基板をフリップチップ実装すると圧電体表面の応力値及び応力分布が劇的に回復するので、フリップチップ実装しない場合に比べ周波数温度特性を大幅に改善することができる。   Since the composite piezoelectric substrate used in the present invention has the adhesive layer 4 as described above, the stress on the surface of the composite piezoelectric substrate due to the heat of the piezoelectric substrate is relieved, but the composite piezoelectric substrate is flip-chip mounted as described above. Then, since the stress value and the stress distribution on the surface of the piezoelectric body are dramatically recovered, the frequency temperature characteristics can be greatly improved as compared with the case where the flip chip mounting is not performed.

ここで、αcがαsよりも小さい場合は、非特許文献1と同様に、フリップチップボンディングにより実装した場合の周波数温度特性がチップアンドワイヤー法により実装した場合に比べ劣化してしまうという結果をもたらし、周波数温度特性改善効果と高生産性の両方を達成することができない。また、αcがαs+6(ppm/℃)より大きな場合は、周波数温度係数の改善効果は小さい。そこで、本発明のように、αs<αc<αs+6なる関係を満たすように実装することにより、高い周波数改善効果と高生産性の両方を達成できる。膨張係数が上記関係を満たすようにするには、例えば圧電基板2の厚み、圧電基板2と支持基板であるセラミック基板3とを接着する接着層4の厚み、チップサイズ等を調整して実装すればよい。   Here, when αc is smaller than αs, as in Non-Patent Document 1, the result is that the frequency temperature characteristics when mounted by flip-chip bonding are deteriorated compared to when mounted by the chip-and-wire method. In addition, both the frequency temperature characteristics improvement effect and high productivity cannot be achieved. When αc is larger than αs + 6 (ppm / ° C.), the effect of improving the frequency temperature coefficient is small. Therefore, both high frequency improvement effect and high productivity can be achieved by mounting so as to satisfy the relationship of αs <αc <αs + 6 as in the present invention. In order for the expansion coefficient to satisfy the above relationship, for example, the thickness of the piezoelectric substrate 2, the thickness of the adhesive layer 4 that bonds the piezoelectric substrate 2 and the ceramic substrate 3 that is the support substrate, the chip size, and the like are adjusted. That's fine.

次に、複合圧電チップ1の構成要素について具体的に説明する。
図1で示した複合圧電チップ1は、上記のように、圧電基板2とセラミック基板3とを接着剤4を介して貼り合わせた複合圧電基板をチップ形状に加工して形成したものである。
ここで、この本発明の弾性表面波素子に使用する複合圧電基板について、本発明者が鋭意研究を行ったところ、本発明者は、例えば送信段の無線通信部品に用いるSAWデバイスには大きな電力がかかることから、このSAWデバイスの圧電基板の表面に形成される弾性表面波を励振するための金属電極が劣化しにくいように、厚い電極材料を圧電基板上に形成する必要があり、電極材料の膜厚が十分厚くなければ、良好な耐電力性は期待できないと考えた。これまで、電極材料の厚さについては十分な検討がされていなかったが、本発明者は、金属電極の厚さが、漏洩弾性表面波の波長で規格化した値で0.04以上であれば、耐電力性が十分に高いものとすることができることを見出した。
Next, the components of the composite piezoelectric chip 1 will be specifically described.
The composite piezoelectric chip 1 shown in FIG. 1 is formed by processing a composite piezoelectric substrate in which a piezoelectric substrate 2 and a ceramic substrate 3 are bonded together with an adhesive 4 into a chip shape as described above.
Here, when the present inventor conducted earnest research on the composite piezoelectric substrate used for the surface acoustic wave element of the present invention, the present inventor found that the SAW device used for, for example, the wireless communication component in the transmission stage has a large power. Therefore, it is necessary to form a thick electrode material on the piezoelectric substrate so that the metal electrode for exciting the surface acoustic wave formed on the surface of the piezoelectric substrate of the SAW device is unlikely to deteriorate. It was thought that good power resistance could not be expected unless the film thickness was sufficiently thick. Until now, the thickness of the electrode material has not been sufficiently studied. However, the present inventor has determined that the thickness of the metal electrode is 0.04 or more as a value normalized by the wavelength of the leaky surface acoustic wave. It has been found that the power durability can be made sufficiently high.

図2は本発明に係る弾性表面波素子8に用いる複合圧電基板の実施形態の一例を示す断面概略図である。
この複合圧電基板9は、圧電基板2とセラミック基板3とを貼り合せて形成されたものであって、圧電基板2の表面には弾性表面波を励振するための金属電極7が形成されており、該金属電極7の厚さは、上述のように漏洩弾性表面波の波長で規格化した値で0.04以上、すなわち、例えば漏洩弾性表面波の波長が2μmであれば電極の厚さは0.08μm以上であり、セラミック基板3と圧電基板2とは接着剤4を介して接合されたものであることを特徴とする。
金属電極7は厚ければ厚いほど劣化しにくいが、上記規格化した値で例えば0.1程度もあれば十分である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of an embodiment of a composite piezoelectric substrate used for the surface acoustic wave element 8 according to the present invention.
This composite piezoelectric substrate 9 is formed by bonding a piezoelectric substrate 2 and a ceramic substrate 3, and a metal electrode 7 for exciting a surface acoustic wave is formed on the surface of the piezoelectric substrate 2. The thickness of the metal electrode 7 is 0.04 or more as a value normalized by the wavelength of the leaky surface acoustic wave as described above. That is, for example, if the wavelength of the leaky surface acoustic wave is 2 μm, the thickness of the electrode is It is 0.08 μm or more, and the ceramic substrate 3 and the piezoelectric substrate 2 are bonded via an adhesive 4.
The thicker the metal electrode 7 is, the less likely it is to deteriorate, but it is sufficient if the normalized value is, for example, about 0.1.

このような複合圧電基板9は、例えば圧電基板2及びセラミック基板3の一方又は両方に接着剤を塗布し、真空下で貼り合わせ強固に接合することにより作製することができる。接着面に異物が混入しないように貼り合わせ前に各基板の表面を洗浄することが好ましく、また、表面をアンモニア−過酸化水素水溶液等で親水化処理をしたり、またはプラズマ処理をしたり、例えば基板を100℃に加熱して波長200nm以下の短波UV光及びオゾン(好ましくは高濃度オゾン)により前処理することにより接着力を高めてもよい。
複合圧電基板9の大きさは特に限られず、例えば直径100mmのものとできるがそれ以上でもそれ以下でもよい。
Such a composite piezoelectric substrate 9 can be produced, for example, by applying an adhesive to one or both of the piezoelectric substrate 2 and the ceramic substrate 3 and bonding them firmly under vacuum to bond them firmly. It is preferable to clean the surface of each substrate before bonding so that no foreign matter is mixed into the bonding surface, and the surface is hydrophilized with an ammonia-hydrogen peroxide solution or the like, or plasma treated, For example, the adhesion may be increased by heating the substrate to 100 ° C. and pre-treating with short wave UV light having a wavelength of 200 nm or less and ozone (preferably high concentration ozone).
The size of the composite piezoelectric substrate 9 is not particularly limited, and can be, for example, 100 mm in diameter, but may be larger or smaller.

本発明では、圧電基板2は、厚さが5〜100μmであって、圧電基板2の接着面が粗面に加工されたものであってもよい。このように、圧電基板2の厚さが5〜100μm、好ましくは5〜30μmであれば、加熱による反りが少なく割れのないものとなる。圧電基板2の厚さが5μm以上であれば、圧電基板12を上記の厚さに加工する際にクラックが生じにくく好ましい。また、100μm以下であれば、複合圧電基板9を250℃程度に加熱した場合でも、圧電基板2が割れにくいため好ましい。圧電基板2の厚さを上記範囲内の所望の値とするには、例えば複合圧電基板9を形成後、圧電基板2を研削もしくはラップ、ポリッシュ(研磨)加工すればよい。   In the present invention, the piezoelectric substrate 2 may have a thickness of 5 to 100 μm, and the bonded surface of the piezoelectric substrate 2 may be processed into a rough surface. Thus, if the thickness of the piezoelectric substrate 2 is 5 to 100 μm, preferably 5 to 30 μm, the warp due to heating is small and there is no crack. If the thickness of the piezoelectric substrate 2 is 5 μm or more, it is preferable that cracks hardly occur when the piezoelectric substrate 12 is processed to the above thickness. Moreover, if it is 100 micrometers or less, even when the composite piezoelectric substrate 9 is heated to about 250 ° C., the piezoelectric substrate 2 is not easily broken, which is preferable. In order to set the thickness of the piezoelectric substrate 2 to a desired value within the above range, for example, after the composite piezoelectric substrate 9 is formed, the piezoelectric substrate 2 may be ground, lapped, or polished (polished).

また、圧電基板2は、35°±35°回転YカットLiNbO基板またはLiTaO基板であることが好ましい。これらは電気機械結合係数が大きい結晶材料であるので、周波数選択フィルタとしての帯域幅が広く、挿入損失が小さいSAWデバイスが製造可能な複合圧電基板とできる。また後述するように、伝播ロス特性、周波数温度特性も良好なものとできる。この圧電結晶材料からなる圧電基板は、例えばチョクラルスキー法でこれらの単結晶棒を育成し、これを所望の厚さにスライスすることによって高品質なものが得られる。 The piezoelectric substrate 2 is preferably a 35 ° ± 35 ° rotated Y-cut LiNbO 3 substrate or a LiTaO 3 substrate. Since these are crystal materials having a large electromechanical coupling coefficient, a composite piezoelectric substrate capable of manufacturing a SAW device having a wide bandwidth as a frequency selection filter and a small insertion loss can be obtained. Further, as will be described later, the propagation loss characteristic and the frequency temperature characteristic can also be improved. A piezoelectric substrate made of this piezoelectric crystal material can be obtained with a high quality by growing these single crystal rods by, for example, the Czochralski method and slicing them to a desired thickness.

また、本発明において、複合圧電基板9の支持基板としてセラミック基板を用いているが、このようにセラミック基板を用いれば、圧電基板よりも膨張係数が小さくでき、また、パッケージ材料として汎用されているので、安価で周波数温度特性が改善された電気的絶縁が確保された高性能な複合圧電基板とできる。接着剤を介して貼り合せるということも複合圧電基板が安価なものとなる一つの要因であり、また、強固に接合することができるという利点もある。   In the present invention, a ceramic substrate is used as a support substrate for the composite piezoelectric substrate 9. However, if a ceramic substrate is used in this way, the expansion coefficient can be made smaller than that of the piezoelectric substrate, and it is widely used as a package material. Therefore, it is possible to obtain a high performance composite piezoelectric substrate that is inexpensive and has improved frequency temperature characteristics and electrical insulation is ensured. Bonding via an adhesive is one factor that makes the composite piezoelectric substrate inexpensive, and has the advantage that it can be firmly bonded.

また、金属電極7はAl、Cu、及びその合金などからなるものが好ましい。この金属電極7は、複合圧電基板9の上に蒸着やスパッタ、CVDなどの方法により上記金属材料の膜を形成し、エッチングなどによりパターニングすることにより形成することが出来る。   The metal electrode 7 is preferably made of Al, Cu, an alloy thereof, or the like. The metal electrode 7 can be formed by forming a film of the metal material on the composite piezoelectric substrate 9 by a method such as vapor deposition, sputtering, or CVD, and patterning it by etching or the like.

また、圧電基板2の表面に金属電極7を覆うようにSiO2−x層10(但し0.01<x<0.5)が形成されており、SiO2−x層10の厚さは、漏洩弾性表面波の波長で規格化した値で0.1以下であることが好ましい。
このようにSiO2−x層10が形成されていれば、基板表面の金属電極7の保護と周波数温度特性の調整ができ、また漏洩弾性表面波及び弾性表面波が混在する場合、結合が小さい弾性表面波はこの膜により減衰し不要モードを抑圧する効果がある。
Further, a SiO 2−x N x layer 10 (where 0.01 <x <0.5) is formed on the surface of the piezoelectric substrate 2 so as to cover the metal electrode 7, and the SiO 2−x N x layer 10 The thickness is preferably 0.1 or less as a value normalized by the wavelength of the leaky surface acoustic wave.
If the SiO 2 -xN x layer 10 is formed in this way, the metal electrode 7 on the substrate surface can be protected and the frequency-temperature characteristics can be adjusted. The surface acoustic wave having a small value is attenuated by this film and has the effect of suppressing unnecessary modes.

また、SiO2−x層10の厚さが漏洩弾性表面波の波長で規格化した値で0.1以下、特には0.05程度であれば、漏洩弾性表面波の音速の低下と結合係数の低下が発生しないようにできる。また、xが0.01より大きければ、SiO2−x層10の弾性的性質が経時的に変化しにくく、xが0.5未満であれば膜質が劣化する可能性は低い。xは好ましくは0.1程度であれば、Nを含まない場合に比べ層自身の耐電力性が向上し好ましい。 Further, if the thickness of the SiO 2 -xN x layer 10 is a value normalized by the wavelength of the leaky surface acoustic wave is 0.1 or less, particularly about 0.05, the sound velocity of the leaky surface acoustic wave is reduced. It is possible to prevent the coupling coefficient from being lowered. If x is greater than 0.01, the elastic properties of the SiO 2 -xN x layer 10 are unlikely to change over time, and if x is less than 0.5, the film quality is unlikely to deteriorate. If x is preferably about 0.1, the power durability of the layer itself is improved as compared with the case where N is not included.

図3は本発明で用いる複合圧電基板の周波数温度特性をシミュレーションにより求めたものを示すグラフである。横軸は圧電基板のYカット回転角、縦軸は周波数温度特性(TCF)である。圧電基板はLiNbO基板で厚みが20μm、支持基板は低膨張セラミック基板(膨張係数5.5ppm/℃)であり、複合圧電基板の全厚みは0.2mmの場合である。また、弾性表面波(漏洩弾性表面波)の波長で規格化した電極厚みは0.06である。また、電極材料はAlとCuの合金の場合でAl:Cuの割合が2:1である。比較として同図中にLiNbO基板単体の場合の計算値も示した。周波数温度特性は共振周波数及び反共振周波数について示した。本発明に用いる複合圧電基板では圧電基板単体の場合と比較して広いYカット回転角にわたり周波数温度特性が−20ppm/℃から−40ppm/℃程度へ大きく改善されている。Yカット回転角としては35°±35°が好ましく、20°〜70°であれば特に好ましい。
なお、このTCFは前記複合圧電基板をチップアンドワイヤー方式で実装した場合に相当する。
FIG. 3 is a graph showing a frequency temperature characteristic of the composite piezoelectric substrate used in the present invention obtained by simulation. The horizontal axis represents the Y-cut rotation angle of the piezoelectric substrate, and the vertical axis represents the frequency temperature characteristic (TCF). The piezoelectric substrate is a LiNbO 3 substrate having a thickness of 20 μm, the supporting substrate is a low expansion ceramic substrate (expansion coefficient 5.5 ppm / ° C.), and the total thickness of the composite piezoelectric substrate is 0.2 mm. The electrode thickness normalized by the wavelength of the surface acoustic wave (leakage surface acoustic wave) is 0.06. The electrode material is an alloy of Al and Cu, and the ratio of Al: Cu is 2: 1. For comparison, the calculated values in the case of a single LiNbO 3 substrate are also shown in FIG. The frequency-temperature characteristics are shown for the resonant frequency and anti-resonant frequency. In the composite piezoelectric substrate used in the present invention, the frequency temperature characteristic is greatly improved from −20 ppm / ° C. to about −40 ppm / ° C. over a wide Y-cut rotation angle as compared with the case of the piezoelectric substrate alone. The Y-cut rotation angle is preferably 35 ° ± 35 °, particularly preferably 20 ° to 70 °.
The TCF corresponds to a case where the composite piezoelectric substrate is mounted by a chip and wire method.

ここで、上述したように、本発明の弾性表面波素子のように、αs<αc<αs+6なる関係を満たすようにしてフリップチップボンディングにより複合圧電基板を実装した弾性表面波素子は、例えばチップアンドワイヤー法により実装した場合に比べて、周波数温度係数が数ppm/℃〜10数ppm/℃程度改善する。
そこで、本発明のように上記関係を満たしつつフリップチップボンディングにより実装した場合のシミュレーションを行ったところ、上記の図3に示すチップアンドワイヤー方式のシミュレーション結果よりもさらに周波数温度特性が5〜10ppm/℃程改善されたものとなることが分かり、同様に、Yカット回転角としては35°±35°が好ましく、20°〜70°であれば特に好ましいという結果になった。
Here, as described above, the surface acoustic wave device in which the composite piezoelectric substrate is mounted by flip chip bonding so as to satisfy the relationship of αs <αc <αs + 6, as in the surface acoustic wave device of the present invention, is, for example, Compared with the case of mounting by the wire method, the frequency temperature coefficient is improved by about several ppm / ° C. to about several tens ppm / ° C.
Therefore, when a simulation was performed when the chip was mounted by flip chip bonding while satisfying the above relationship as in the present invention, the frequency temperature characteristic was 5 to 10 ppm / cm more than the simulation result of the chip and wire method shown in FIG. It was found that the temperature was improved by about 0 ° C., and similarly, the Y-cut rotation angle was preferably 35 ° ± 35 °, and 20 ° to 70 ° was particularly preferable.

図4は、図3に示した複合圧電基板と同様のものについて、漏洩弾性表面波の波長で規格化した金属電極の厚さをパラメータとした場合の漏洩弾性表面波の伝播ロスの計算値を示すグラフである。横軸はYカット回転角を示し、縦軸は伝播ロス(減衰定数)を示す。
伝播ロスは0.15dB/波長未満が好ましく、0.01dB/波長未満が特に好ましい。この場合、Yカット回転角としては35°±35°が好ましく、20°〜70°であれば特に好ましい。このようなYカット回転角の間で金属電極の厚さが漏洩弾性表面波の波長で規格化した値で0.04以上であれば、伝播ロスを0.15dB/波長未満とすることができる。なお、Yカット回転角によっては金属電極の厚さが厚いと伝播ロスが増加する場合があるので、伝播ロスの点からは、金属電極の厚さは漏洩弾性表面波の波長で規格化した値で0.1以下が好ましい。
FIG. 4 shows the calculated values of the propagation loss of the leaky surface acoustic wave when the thickness of the metal electrode normalized by the wavelength of the leaky surface acoustic wave is used as a parameter for the same composite piezoelectric substrate shown in FIG. It is a graph to show. The horizontal axis represents the Y-cut rotation angle, and the vertical axis represents the propagation loss (attenuation constant).
The propagation loss is preferably less than 0.15 dB / wavelength, particularly preferably less than 0.01 dB / wavelength. In this case, the Y-cut rotation angle is preferably 35 ° ± 35 °, particularly preferably 20 ° to 70 °. If the thickness of the metal electrode between these Y cut rotation angles is 0.04 or more as a value normalized by the wavelength of the leaky surface acoustic wave, the propagation loss can be made less than 0.15 dB / wavelength. . Depending on the Y-cut rotation angle, if the metal electrode is thick, the propagation loss may increase. From the point of propagation loss, the thickness of the metal electrode is a value normalized by the wavelength of the leaky surface acoustic wave. And preferably 0.1 or less.

図5は、図3に示した複合圧電基板と同様のものについて、結合係数(k)の計算値を示すグラフである。図5より、LiNbOでのYカット回転角は35°±35°で結合が大きく、さらにYカット回転角は0°〜40°であればより好ましい。
以上の点から、本発明で用いられるLiNbO基板のYカット回転角は35°±35°が好ましく、20°〜40°が特に好ましい。
FIG. 5 is a graph showing the calculated value of the coupling coefficient (k 2 ) for the same composite piezoelectric substrate as shown in FIG. From FIG. 5, it is more preferable if the Y-cut rotation angle in LiNbO 3 is 35 ° ± 35 ° and the bond is large, and the Y-cut rotation angle is 0 ° to 40 °.
From the above points, the Y-cut rotation angle of the LiNbO 3 substrate used in the present invention is preferably 35 ° ± 35 °, particularly preferably 20 ° to 40 °.

そして、上記のような複合圧電基板9をダイシングしてチップ状に切断して複合圧電チップ1が得られ、本発明の弾性表面波素子8は、このような複合圧電チップ1を用い、例えばAuやSnからなるバンプ5を介して従来のフリップチップボンディングによって実装基板6に実装されたものである。実装基板6は、アルミナ(膨張係数8ppm/℃)や低膨張セラミック(膨張係数5.5ppm/℃)からなるものであれば、膨張係数が適当な値であり、膨張係数αcとαsとが前述の関係を満たすように調整して実装することが容易であるが、他の材料からなる実装基板でもよい。   Then, the composite piezoelectric substrate 9 as described above is diced and cut into a chip shape to obtain a composite piezoelectric chip 1. The surface acoustic wave element 8 of the present invention uses such a composite piezoelectric chip 1, for example, Au It is mounted on the mounting substrate 6 by conventional flip chip bonding via bumps 5 made of Sn or Sn. If the mounting substrate 6 is made of alumina (expansion coefficient 8 ppm / ° C.) or low expansion ceramic (expansion coefficient 5.5 ppm / ° C.), the expansion coefficient is an appropriate value, and the expansion coefficients αc and αs are the above-mentioned values. It is easy to adjust and mount so as to satisfy the above relationship, but a mounting substrate made of other materials may be used.

以下に本発明の実施例および比較例をあげてさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
(実施例1)
直径4インチ(100mm)で厚さが290μmであり、貼り合せ面とその反対側の面のそれぞれの表面粗さRaが共に0.3μmであって、気孔率が2%、ヤング率が380GPa、抵抗率が1015Ωcmであるアルミナ基板を用意した。
また、次に圧電基板として直径4インチ(100mm)の25°回転YカットLiNbO基板を厚さが0.15mm(150μm)となるよう両面研磨により仕上げた。このときLiNbO基板として焦電性が無いものを用いた。前記基板を各々100℃に加熱しながら波長200nm以下の短波UV光及び高濃度オゾンにより前処理した。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples.
Example 1
The diameter is 4 inches (100 mm), the thickness is 290 μm, the surface roughness Ra of the bonding surface and the opposite surface is both 0.3 μm, the porosity is 2%, the Young's modulus is 380 GPa, An alumina substrate having a resistivity of 10 15 Ωcm was prepared.
Further, a 25-degree rotated Y-cut LiNbO 3 substrate having a diameter of 4 inches (100 mm) as a piezoelectric substrate was finished by double-side polishing so as to have a thickness of 0.15 mm (150 μm). At this time, a LiNbO 3 substrate having no pyroelectricity was used. Each of the substrates was pretreated with short-wave UV light having a wavelength of 200 nm or less and high-concentration ozone while being heated to 100 ° C.

前記アルミナ基板にエポキシメタクリレートを主成分とする紫外線硬化接着剤をスピンコートし貼り合せ面上に均一に塗布した。
また、前記LiNbO基板の貼り合せ面に前記接着剤を同様に塗布し、前記アルミナ基板の接着剤塗布面と前記LiNbOL基板の接着剤塗布面を圧力1×10−3mbarの真空下で貼り合せた。
次に、この貼り合わせた複合圧電基板に、照度50mW/cmの紫外線を10分間照射し、接着剤を硬化させた。このとき貼り合せた基板面内で接着剤の層は一様に5μmの厚さだった。
この後、この貼り合せ基板をN雰囲気下130℃の温度で2時間キュアをおこなった。
The alumina substrate was spin-coated with an ultraviolet curable adhesive mainly composed of epoxy methacrylate and applied uniformly on the bonding surface.
Also, the adhesive is similarly applied to the bonding surface of the LiNbO 3 substrate, and the adhesive application surface of the alumina substrate and the adhesive application surface of the LiNbOL 3 substrate are applied under a vacuum of 1 × 10 −3 mbar. Pasted together.
Next, the bonded composite piezoelectric substrate was irradiated with ultraviolet rays having an illuminance of 50 mW / cm 2 for 10 minutes to cure the adhesive. At this time, the adhesive layer was uniformly 5 μm in thickness within the bonded substrate surface.
Thereafter, this bonded substrate was cured at a temperature of 130 ° C. for 2 hours in an N 2 atmosphere.

そして、この前記複合圧電基板を面取り加工した後、圧電基板であるLiNbO基板の外周約0.5mmを特殊面取りホイールにて削り落とした。次いで、LiNbO基板の表面側(貼り合せ面と反対側)をラップ及び研削により130μm削り落とし、さらにポリッシュによりLiNbO基板の厚さが20μmになるようにした。
前記アルミナ基板の厚みは290μm±0.5μmと極めてバラツキが少なく、前記複合圧電基板のLiNbO基板の厚みは20±0.5μmと極めて小さかった。また、LiNbO基板に加工歪やクラックは観察されなかった。
Then, after chamfering the composite piezoelectric substrate, the outer periphery of about 0.5 mm of the LiNbO 3 substrate which is a piezoelectric substrate was scraped off with a special chamfering wheel. Then, scraping 130 .mu.m LiNbO 3 surface side of the substrate (bonding surface opposite) by lap and grinding, the thickness of the LiNbO 3 substrate was set to 20μm by further polishing.
The thickness of the alumina substrate has less extremely variations and 290μm ± 0.5μm, LiNbO 3 substrate of a thickness of the composite piezoelectric substrate was very small and 20 ± 0.5 [mu] m. Further, no processing strain or cracks were observed on the LiNbO 3 substrate.

次に、この複合圧電基板のLiNbO基板の表面側にスパッタ法によりAl、Cuの合金を0.12μmの厚みで堆積させた。このときAl:Cuの比が2:1となるようターゲット組成を選定した。
次に表面の金属材料の一部をプラズマエッチングにより溶かし、パターニングして金属電極とし、1ポートの漏洩弾性表面波共振子(波長2μm)を作製した。すなわち、金属電極の厚さを、漏洩弾性表面波の波長で規格化した値で0.06とした。
Next, an alloy of Al and Cu was deposited to a thickness of 0.12 μm by sputtering on the surface side of the LiNbO 3 substrate of the composite piezoelectric substrate. At this time, the target composition was selected so that the Al: Cu ratio was 2: 1.
Next, a part of the metal material on the surface was melted by plasma etching and patterned to form a metal electrode, thereby producing a 1-port leaky surface acoustic wave resonator (wavelength: 2 μm). That is, the thickness of the metal electrode was 0.06 as a value normalized by the wavelength of the leaky surface acoustic wave.

この金属電極が形成された複合圧電基板をダイシングしてチップ形状に加工して得た複合圧電チップにおいて、LiNbO基板の電極が形成された面の漏洩弾性表面波伝播方向であるX方向の膨張係数をその場観察により求めたところ、αc=10ppm/℃であった。
次に電極が形成された前記複合圧電チップを、アルミナセラミック基板(膨張係数αs=8ppm/℃)からなる実装基板にAg、Snからなるハンダバンプを介してフリップチップ接続して、パッケージングをおこなった。
前記複合圧電チップをフリップチップ接続した1ポート共振子の2GHzでの共振子特性を評価したところ、比帯域幅((fa−fr)/fa、faは反共振周波数、frは共振周波数)は11%と広帯域であった。
In the composite piezoelectric chip obtained by dicing the composite piezoelectric substrate on which the metal electrode is formed and processing it into a chip shape, the expansion in the X direction that is the leakage surface acoustic wave propagation direction of the surface on which the electrode of the LiNbO 3 substrate is formed The coefficient was determined by in-situ observation and found to be αc = 10 ppm / ° C.
Next, the composite piezoelectric chip on which the electrodes were formed was flip-chip connected to a mounting substrate made of an alumina ceramic substrate (expansion coefficient αs = 8 ppm / ° C.) via solder bumps made of Ag and Sn, and packaging was performed. .
When the resonator characteristics at 2 GHz of the 1-port resonator in which the composite piezoelectric chip is flip-chip connected are evaluated, the specific bandwidth ((fa−fr) / fa, fa is the antiresonance frequency, and fr is the resonance frequency) is 11. % And broadband.

また、この共振子の周波数温度特性を求めたところ、反共振周波数については−20ppm/℃、共振周波数は−35ppm/℃という小さい温度係数であり、周波数温度特性改善効果が高かった。
さらに、この共振子に2GHz、1Wの電力を投入し続けたところ2000時間でも共振特性の劣化は無く、耐電力性が高いことが確認された。
Further, when the frequency temperature characteristics of this resonator were obtained, the anti-resonance frequency was as low as −20 ppm / ° C. and the resonance frequency was as small as −35 ppm / ° C., and the effect of improving the frequency temperature characteristics was high.
Furthermore, when 2 GHz and 1 W of electric power were continuously supplied to this resonator, it was confirmed that there was no deterioration of the resonance characteristics even after 2000 hours and that the power durability was high.

(実施例2)
LiNbO基板のカット角を41°回転Yカットとした以外は、実施例1と同じ手順で複合圧電基板(0.2mm厚)を作製した。LiNbO基板の厚さは20μmとした。
(Example 2)
A composite piezoelectric substrate (thickness 0.2 mm) was produced in the same procedure as in Example 1 except that the cut angle of the LiNbO 3 substrate was changed to 41 ° rotation Y cut. The thickness of the LiNbO 3 substrate was 20 μm.

次に、この複合圧電基板のLiNbO基板の表面側にスパッタ法によりAl、Cuの合金を0.125μmの厚みで堆積させた。このときAl:Cuの比が2:1となるようターゲット組成を選定した。
次に表面の金属材料の一部をプラズマエッチングにより溶かし、パターニングし金属電極とし、1ポートの漏洩弾性表面波共振子(波長2.1μm)を作製した。すなわち、金属電極の厚さを、漏洩弾性表面波の波長で規格化した値で0.06とした。この複合圧電基板をダイシングしてチップ形状に加工した。
Next, an alloy of Al and Cu was deposited to a thickness of 0.125 μm on the surface side of the LiNbO 3 substrate of the composite piezoelectric substrate by sputtering. At this time, the target composition was selected so that the Al: Cu ratio was 2: 1.
Next, a part of the metal material on the surface was melted by plasma etching and patterned to form a metal electrode, thereby producing a 1-port leaky surface acoustic wave resonator (wavelength: 2.1 μm). That is, the thickness of the metal electrode was 0.06 as a value normalized by the wavelength of the leaky surface acoustic wave. This composite piezoelectric substrate was diced and processed into a chip shape.

このとき、LiNbO基板の電極が形成された面の漏洩弾性表面波伝播方向であるX方向の膨張係数をその場観察により求めたところ、αc=10ppm/℃であった。
次に電極が形成された前記複合圧電チップを、アルミナセラミック基板(膨張係数αs=8ppm/℃)からなる実装基板にAg、Snからなるハンダバンプを介してフリップチップ接続して、パッケージングをおこなった。
前記複合圧電チップをフリップチップ接続した1ポート共振子の2GHzでの共振子特性を評価したところ比帯域幅((fa−fr)/fa、faは反共振周波数、frは共振周波数)は9%と広帯域であった。
At this time, the coefficient of expansion in the X direction, which is the leaky surface acoustic wave propagation direction, of the surface on which the electrode of the LiNbO 3 substrate was formed was determined by in-situ observation, and αc = 10 ppm / ° C.
Next, the composite piezoelectric chip on which the electrodes were formed was flip-chip connected to a mounting substrate made of an alumina ceramic substrate (expansion coefficient αs = 8 ppm / ° C.) via solder bumps made of Ag and Sn, and packaging was performed. .
When the resonator characteristics at 2 GHz of the 1-port resonator in which the composite piezoelectric chip is flip-chip connected are evaluated, the specific bandwidth ((fa−fr) / fa, fa is the antiresonance frequency, and fr is the resonance frequency) is 9%. And it was broadband.

また、この共振子の周波数温度特性を求めたところ、反共振周波数については−18ppm/℃、共振周波数は−33ppm/℃という小さい温度係数であり、周波数温度特性改善効果が高かった。
さらに、この共振子に2GHz、1Wの電力を投入し続けたところ2000時間でも共振特性の劣化は無く、耐電力性が高いことが確認された。
Further, when the frequency temperature characteristics of the resonator were obtained, the anti-resonance frequency was -18 ppm / ° C. and the resonance frequency was a small temperature coefficient of −33 ppm / ° C., and the effect of improving the frequency temperature characteristics was high.
Furthermore, when 2 GHz and 1 W of electric power were continuously supplied to this resonator, it was confirmed that there was no deterioration of the resonance characteristics even after 2000 hours and that the power durability was high.

(実施例3)
実施例1のLiNbO基板のカット角を5°回転Yカットとした以外は実施例1と同じ手順にて複合圧電基板(0.2mm厚)を作製した。
次に、この複合圧電基板のLiNbO基板の表面側にスパッタ法によりAl、Cuの合金を0.18μmの厚みで堆積させた。このときAl:Cuの比が2:1となるようターゲット組成を選定した。
次に表面の金属材料の一部をプラズマエッチングにより溶かし、パターニングし金属電極とし、1ポートの漏洩弾性表面波共振子(波長1.8μm)を作製した。すなわち、金属電極の厚さを、漏洩弾性表面波の波長で規格化した値で0.1とした。
(Example 3)
A composite piezoelectric substrate (thickness 0.2 mm) was prepared in the same procedure as in Example 1 except that the cut angle of the LiNbO 3 substrate in Example 1 was changed to a 5 ° rotation Y cut.
Next, an alloy of Al and Cu was deposited to a thickness of 0.18 μm on the surface side of the LiNbO 3 substrate of the composite piezoelectric substrate by sputtering. At this time, the target composition was selected so that the Al: Cu ratio was 2: 1.
Next, a part of the metal material on the surface was melted by plasma etching and patterned to form a metal electrode, thereby producing a 1-port leaky surface acoustic wave resonator (wavelength: 1.8 μm). That is, the thickness of the metal electrode was set to 0.1 as a value normalized by the wavelength of the leaky surface acoustic wave.

次にこの金属電極が形成された複合圧電基板にプラズマCVDによりSiO1.80.2の保護膜を0.1μmの厚さで堆積させた。すなわち、保護膜の厚さを、漏洩弾性表面波の波長で規格化した値で0.06とした。
このとき、LiNbO基板の電極が形成された面の漏洩弾性表面波伝播方向であるX方向の膨張係数をその場観察により求めたところ、αc=10ppm/℃であった。
Next, a protective film of SiO 1.8 N 0.2 was deposited to a thickness of 0.1 μm by plasma CVD on the composite piezoelectric substrate on which the metal electrode was formed. That is, the thickness of the protective film was 0.06 as a value normalized by the wavelength of the leaky surface acoustic wave.
At this time, the coefficient of expansion in the X direction, which is the leaky surface acoustic wave propagation direction, of the surface on which the electrode of the LiNbO 3 substrate was formed was determined by in-situ observation, and αc = 10 ppm / ° C.

この複合圧電基板に形成された共振子の電極取り出し部のSiO1.80.2の保護膜の部分のみをドライエッチングしたのち、ダイシングしてチップ形状に加工して、この電極が形成された前記複合圧電チップを、アルミナセラミック基板(膨張係数αs=8ppm/℃)からなる実装基板にAg、Snからなるハンダバンプを介してフリップチップ接続して、パッケージングをおこなった。
前記複合圧電チップをフリップチップ接続した1ポート共振子の2GHzでの共振子特性を評価したところ、比帯域幅((fa−fr)/fa、faは反共振周波数、frは共振周波数)は12%と広帯域であった。
Only the SiO 1.8 N 0.2 protective film portion of the resonator electrode extraction portion formed on the composite piezoelectric substrate is dry-etched and then diced into a chip shape to form this electrode. Further, the composite piezoelectric chip was flip-chip connected to a mounting substrate made of an alumina ceramic substrate (expansion coefficient αs = 8 ppm / ° C.) via solder bumps made of Ag and Sn for packaging.
When the resonator characteristics at 2 GHz of the 1-port resonator in which the composite piezoelectric chip is flip-chip connected are evaluated, the specific bandwidth ((fa−fr) / fa, fa is the antiresonance frequency, and fr is the resonance frequency) is 12. % And broadband.

また、この共振子の周波数温度特性を求めたところ、反共振周波数については−5ppm/℃、共振周波数は−20ppm/℃という小さい温度係数であり、周波数温度特性改善効果が高かった。
さらに、この共振子に2GHz、1Wの電力を投入し続けたところ2000時間でも共振特性の劣化は無く、耐電力性が高いことが確認された。
Further, when the frequency temperature characteristics of this resonator were obtained, the anti-resonance frequency was -5 ppm / ° C. and the resonance frequency was a small temperature coefficient of −20 ppm / ° C., and the effect of improving the frequency temperature characteristics was high.
Furthermore, when 2 GHz and 1 W of electric power were continuously supplied to this resonator, it was confirmed that there was no deterioration of the resonance characteristics even after 2000 hours and that the power durability was high.

(実施例4)
直径4インチ(100mm)で厚さが190μmである低膨張セラミックス基板(膨張係数5.5ppm/℃)を準備し、次に直径4インチ(100mm)で厚さが0.15mm(150μm)の15°回転YカットLiNbO基板を両面ラップにより表面のRaが0.12μmとなる様加工した。
Example 4
A low expansion ceramic substrate (expansion coefficient 5.5 ppm / ° C.) having a diameter of 4 inches (100 mm) and a thickness of 190 μm was prepared, and then 15 inches having a diameter of 4 inches (100 mm) and a thickness of 0.15 mm (150 μm). A rotating Y-cut LiNbO 3 substrate was processed by double-sided lapping so that the surface Ra was 0.12 μm.

次いで、前記セラミックス基板の表面を洗浄し、さらに100℃に加熱しながら波長200nm以下の短波UV光及び高濃度オゾンにより前処理し、片側表面上にエポキシメタクリレートを主成分とする紫外線硬化接着剤をスピンコートし均一に塗布した。次いで、前記LiNbO基板の裏面を洗浄し、前記接着剤を同様に塗布し、前記セラミックス基板の接着剤塗布面と前記LiNbO基板の接着剤塗布面を圧力1×10−3mbarの真空下で貼り合せた。 Next, the surface of the ceramic substrate is washed, pretreated with short-wave UV light having a wavelength of 200 nm or less and high-concentration ozone while being heated to 100 ° C., and an ultraviolet curable adhesive mainly composed of epoxy methacrylate is formed on one surface. Spin-coated and applied uniformly. Next, the back surface of the LiNbO 3 substrate is washed, and the adhesive is applied in the same manner. The adhesive-coated surface of the ceramic substrate and the adhesive-coated surface of the LiNbO 3 substrate are subjected to a vacuum of 1 × 10 −3 mbar. We pasted together.

次に、この貼り合わせた複合圧電基板に、照度50mW/cmの紫外線を10分間照射し、接着剤を硬化させた。このとき基板面内で接着層は一様に5μmの厚さだった。そして、この複合圧電基板を面取り加工した後、LiNbO基板の表面側をラップ及び研削により120μm削り落とし、さらにポリッシュによりLiNbO基板の厚さが10μmになるようにした。 Next, the bonded composite piezoelectric substrate was irradiated with ultraviolet rays having an illuminance of 50 mW / cm 2 for 10 minutes to cure the adhesive. At this time, the adhesive layer was uniformly 5 μm thick within the substrate surface. Then, after processing chamfering the composite piezoelectric substrate, off 120μm shaving by wrap and grinding the surface of the LiNbO 3 substrate, and as the thickness of the LiNbO 3 substrate is 10μm by further polishing.

次に、この複合圧電基板のLiNbO基板の表面側にスパッタ法によりAl、Cuの合金を0.2μmの厚みで堆積させた。このときAl:Cuの比が2:1となるようターゲット組成を選定した。
次に表面の金属材料の一部をプラズマエッチングにより溶かし、パターニングして金属電極とし、1ポートの漏洩弾性表面波共振子(波長1.8μm)を作製した。すなわち、金属電極の厚さを、漏洩弾性表面波の波長で規格化した値で0.11とした。この複合圧電基板をダイシングしてチップ形状に加工した。
Next, an alloy of Al and Cu was deposited to a thickness of 0.2 μm on the surface side of the LiNbO 3 substrate of the composite piezoelectric substrate by sputtering. At this time, the target composition was selected so that the Al: Cu ratio was 2: 1.
Next, a part of the metal material on the surface was melted by plasma etching and patterned to form a metal electrode, thereby producing a 1-port leaky surface acoustic wave resonator (wavelength 1.8 μm). That is, the thickness of the metal electrode was set to 0.11 as a value normalized by the wavelength of the leaky surface acoustic wave. This composite piezoelectric substrate was diced and processed into a chip shape.

このとき、LiNbO基板の電極が形成された面の漏洩弾性表面波伝播方向であるX方向の膨張係数をその場観察により求めたところ、αc=9ppm/℃であった。
次に電極が形成された前記複合圧電チップを、アルミナセラミック基板(膨張係数αs=8ppm/℃)からなる実装基板にAg、Snからなるハンダバンプを介してフリップチップ接続して、パッケージングをおこなった。
前記複合圧電チップをフリップチップ接続した1ポート共振子の2GHzでの共振子特性を評価したところ、比帯域幅((fa−fr)/fa、faは反共振周波数、frは共振周波数)は12%と広帯域であった。
At this time, the coefficient of expansion in the X direction, which is the leaky surface acoustic wave propagation direction, of the surface on which the electrode of the LiNbO 3 substrate was formed was determined by in-situ observation, and αc = 9 ppm / ° C.
Next, the composite piezoelectric chip on which the electrodes were formed was flip-chip connected to a mounting substrate made of an alumina ceramic substrate (expansion coefficient αs = 8 ppm / ° C.) via solder bumps made of Ag and Sn, and packaging was performed. .
When the resonator characteristics at 2 GHz of the 1-port resonator in which the composite piezoelectric chip is flip-chip connected are evaluated, the specific bandwidth ((fa−fr) / fa, fa is the antiresonance frequency, and fr is the resonance frequency) is 12. % And broadband.

また、この共振子の周波数温度特性を求めたところ、反共振周波数については−27ppm/℃、共振周波数は−29ppm/℃という小さい温度係数であり、周波数温度特性改善効果が高かった。
さらに、この共振子に2GHz、1Wの電力を投入し続けたところ2000時間でも共振特性の劣化は無く、耐電力性が高いことが確認された。
Further, when the frequency temperature characteristics of the resonator were obtained, the anti-resonance frequency was -27 ppm / ° C., and the resonance frequency was a low temperature coefficient of −29 ppm / ° C., and the effect of improving the frequency temperature characteristics was high.
Furthermore, when 2 GHz and 1 W of electric power were continuously supplied to this resonator, it was confirmed that there was no deterioration of the resonance characteristics even after 2000 hours and that the power durability was high.

(実施例5)
実施例1と同様なアルミナ基板を用意した。次に直径4インチ(100mm)の36°回転YカットLiTaO基板を厚さが0.15mm(150μm)となるよう両面研磨により仕上げた。このときLiTaO基板は焦電性が無いものを用いた。前記基板を各々100℃に加熱しながら波長200nm以下の短波UV光及び高濃度オゾンにより前処理した。
前記アルミナ基板にエポキシメタクリレートを主成分とする紫外線硬化接着剤をスピンコートし貼り合せ面上に均一に塗布した。
また、前記LiTaOL基板の貼り合せ面に前記接着剤を同様に塗布し、前記アルミナ基板の接着剤塗布面と前記LiTaO基板の接着剤塗布面を圧力1×10−3mbarの真空下で貼り合せた。
次に、この貼り合わせた複合圧電基板に、照度50mW/cmの紫外線を10分間照射し、接着剤を硬化させた。このとき貼り合せた基板面内で接着剤の層は一様に5μmの厚さだった。
この後、この貼り合せ基板をN雰囲気下130℃の温度で2時間キュアをおこなった。
(Example 5)
An alumina substrate similar to that in Example 1 was prepared. Next diameter of 4 inches 36 ° rotated Y-cut LiTaO 3 substrate thickness (100 mm) were finished by double side polishing to a 0.15 mm (150 [mu] m). At this time, a LiTaO 3 substrate having no pyroelectricity was used. Each of the substrates was pretreated with short-wave UV light having a wavelength of 200 nm or less and high-concentration ozone while being heated to 100 ° C.
The alumina substrate was spin-coated with an ultraviolet curable adhesive mainly composed of epoxy methacrylate and applied uniformly on the bonding surface.
Further, the adhesive is similarly applied to the bonding surface of the LiTaO 3 L substrate, and the adhesive application surface of the alumina substrate and the adhesive application surface of the LiTaO 3 substrate are subjected to a vacuum of 1 × 10 −3 mbar. We pasted together.
Next, the bonded composite piezoelectric substrate was irradiated with ultraviolet rays having an illuminance of 50 mW / cm 2 for 10 minutes to cure the adhesive. At this time, the adhesive layer was uniformly 5 μm in thickness within the bonded substrate surface.
Thereafter, this bonded substrate was cured at a temperature of 130 ° C. for 2 hours in an N 2 atmosphere.

そして、この前記複合圧電基板を面取り加工した後、圧電基板であるLiTaO基板の外周約0.5mmを特殊面取りホイールにて削り落とした。次いで、LiTaO基板の表面側(貼り合せ面と反対側)をラップ及び研削により130μm削り落とし、さらにポリッシュにより基板の厚さが20μmになるようにした。 Then, after chamfering the composite piezoelectric substrate, about 0.5 mm of the outer periphery of the LiTaO 3 substrate which is a piezoelectric substrate was scraped off with a special chamfering wheel. Next, the surface side (the side opposite to the bonding surface) of the LiTaO 3 substrate was scraped off by 130 μm by lapping and grinding, and the thickness of the substrate was adjusted to 20 μm by polishing.

前記アルミナ基板の厚みは290μm±0.5μmと極めてバラツキが少なく、前記複合圧電基板のLiTaO基板の厚みは20±0.5μmと極めて小さかった。また、LiTaO基板に加工歪やクラックは観察されなかった。
次に、この複合圧電基板のLiTaO基板の表面側にスパッタ法によりAl、Cuの合金を0.12μmの厚みで堆積させた。このときAl:Cuの比が2:1となるようターゲット組成を選定した。
次に表面の金属材料の一部をプラズマエッチングにより溶かし、パターニングして金属電極とし、1ポートの漏洩弾性表面波共振子(波長2μm)を作製した。すなわち、金属電極の厚さを、漏洩弾性表面波の波長で規格化した値で0.06とした。この複合圧電基板をダイシングしてチップ形状に加工した。
The thickness of the alumina substrate was very small as 290 μm ± 0.5 μm, and the thickness of the LiTaO 3 substrate of the composite piezoelectric substrate was as extremely small as 20 ± 0.5 μm. Further, no processing strain or cracks were observed in the LiTaO 3 substrate.
Next, an alloy of Al and Cu was deposited to a thickness of 0.12 μm by sputtering on the surface side of the LiTaO 3 substrate of the composite piezoelectric substrate. At this time, the target composition was selected so that the Al: Cu ratio was 2: 1.
Next, a part of the metal material on the surface was melted by plasma etching and patterned to form a metal electrode, thereby producing a 1-port leaky surface acoustic wave resonator (wavelength: 2 μm). That is, the thickness of the metal electrode was 0.06 as a value normalized by the wavelength of the leaky surface acoustic wave. This composite piezoelectric substrate was diced and processed into a chip shape.

このとき、LiTaO基板の電極が形成された面の漏洩弾性表面波伝播方向であるX方向の膨張係数その場観察により求めたところ、αc=10ppm/℃であった。
次に電極が形成された前記複合圧電チップを、アルミナセラミック基板(膨張係数αs=8ppm/℃)からなる実装基板にAg、Snからなるハンダバンプを介してフリップチップ接続して、パッケージングをおこなった。
前記複合圧電チップをフリップチップ接続した1ポート共振子の2GHzでの共振子特性を評価したところ、比帯域幅((fa−fr)/fa、faは反共振周波数、frは共振周波数)は3%と比較的広帯域であった。
At this time, αc = 10 ppm / ° C. was obtained by in-situ observation of the expansion coefficient in the X direction, which is the leaky surface acoustic wave propagation direction, of the surface on which the electrode of the LiTaO 3 substrate was formed.
Next, the composite piezoelectric chip on which the electrodes were formed was flip-chip connected to a mounting substrate made of an alumina ceramic substrate (expansion coefficient αs = 8 ppm / ° C.) via solder bumps made of Ag and Sn, and packaging was performed. .
When the resonator characteristics at 2 GHz of the 1-port resonator in which the composite piezoelectric chip is flip-chip connected are evaluated, the specific bandwidth ((fa−fr) / fa, fa is the antiresonance frequency, and fr is the resonance frequency) is 3. % Was a relatively wide band.

また、この共振子の周波数温度特性を求めたところ、反共振周波数については−15ppm/℃、共振周波数は−5ppm/℃という小さい温度係数であり、周波数温度特性改善効果が高かった。
さらに、この共振子に2GHz、1Wの電力を投入し続けたところ2000時間でも共振特性の劣化は無く、耐電力性が高いことが確認された。
Further, the frequency temperature characteristics of the resonator were obtained. As a result, the anti-resonance frequency was as low as −15 ppm / ° C., and the resonance frequency was as low as −5 ppm / ° C., and the effect of improving the frequency temperature characteristics was high.
Furthermore, when 2 GHz and 1 W of electric power were continuously supplied to this resonator, it was confirmed that there was no deterioration of the resonance characteristics even after 2000 hours and that the power durability was high.

(比較例1)
実施例1と同様な方法で1ポートの漏洩弾性表面波共振子を作製し、チップアンドワイヤー方式で実装し、共振子の周波数温度特性を調べたところ、反共振周波数については−23ppm/℃、共振周波数は−38ppm/℃という温度係数であった。
(Comparative Example 1)
A 1-port leaky surface acoustic wave resonator was fabricated in the same manner as in Example 1, mounted in a chip-and-wire manner, and the frequency-temperature characteristics of the resonator were examined. The anti-resonance frequency was -23 ppm / ° C. The resonance frequency was a temperature coefficient of -38 ppm / ° C.

(比較例2)
実施例2と同様な方法で1ポートの漏洩弾性表面波共振子を作製し、チップアンドワイヤー方式で実装し、共振子の周波数温度特性を調べたところ、反共振周波数については−21ppm/℃、共振周波数は−36ppm/℃という温度係数であった。
(Comparative Example 2)
A 1-port leaky surface acoustic wave resonator was produced in the same manner as in Example 2, mounted in a chip-and-wire system, and the frequency-temperature characteristics of the resonator were examined. The anti-resonance frequency was −21 ppm / ° C., The resonance frequency was a temperature coefficient of −36 ppm / ° C.

(比較例3)
実施例3と同様な方法で1ポートの漏洩弾性表面波共振子を作製し、チップアンドワイヤー方式で実装し、共振子の周波数温度特性を調べたところ、反共振周波数については−8ppm/℃、共振周波数は−23ppm/℃という温度係数であった。
(Comparative Example 3)
A 1-port leaky surface acoustic wave resonator was manufactured by the same method as in Example 3, and mounted by the chip-and-wire method. When the frequency-temperature characteristics of the resonator were examined, the antiresonance frequency was -8 ppm / ° C. The resonance frequency was a temperature coefficient of −23 ppm / ° C.

(比較例4)
実施例4と同様な方法で方法で1ポートの漏洩弾性表面波共振子を作製し、チップアンドワイヤー方式で実装し、共振子の周波数温度特性を調べたところ、反共振周波数については−31ppm/℃、共振周波数は−36ppm/℃という温度係数であった。
(Comparative Example 4)
A one-port leaky surface acoustic wave resonator was fabricated by the same method as in Example 4, mounted by the chip-and-wire method, and the frequency-temperature characteristics of the resonator were examined. The anti-resonance frequency was -31 ppm / The temperature coefficient of ° C. and the resonance frequency was −36 ppm / ° C.

このように、比較例1−4は実施例1−4と比べて、それぞれ反共振周波数、共振周波数の温度係数は大きな値を示している。これより、上述したように、本発明のようにαs<αc<αs+6なる関係を満たすようにフリップチップボンディングによって実装したものの方が、比較例1−4のようにチップアンドワイヤー方式により実装したものよりも周波数温度特性がより効果的に改善されることが判る。
また、比較例1−4のようにチップアンドワイヤー方式による実装では、実装作業が煩雑であり、生産性が高いものではない。
Thus, compared with Example 1-4, Comparative Example 1-4 has a large value for the temperature coefficient of the antiresonance frequency and the resonance frequency, respectively. Thus, as described above, the one mounted by flip chip bonding so as to satisfy the relationship of αs <αc <αs + 6 as in the present invention is mounted by the chip and wire method as in Comparative Example 1-4. It can be seen that the frequency temperature characteristic is more effectively improved than that.
Moreover, in the mounting by the chip and wire method as in Comparative Example 1-4, the mounting work is complicated and the productivity is not high.

(比較例5)
実施例1と同様な方法で複合圧電基板を作製し、この複合圧電基板のLiNbO基板の表面側にスパッタ法によりAl、Cuの合金を0.06μmの厚みで堆積させた。このときAl:Cuの比が2:1となるようターゲット組成を選定した。
次に表面の金属材料の一部をプラズマエッチングにより溶かし、パターニングして金属電極とし、1ポートの漏洩弾性表面波共振子(波長2μm)を作製した。すなわち、金属電極の厚さを、漏洩弾性表面波の波長で規格化した値で0.03とした。これは金属電極の厚さが漏洩弾性表面波の波長で規格化した値で0.04以上である本発明の特徴とは異なる。
この金属電極が形成された複合圧電基板をダイシングしてチップ形状に加工して得た複合圧電チップを、アルミナセラミック基板からなる実装基板にAg、Snからなるハンダバンプを介してフリップチップ接続して、パッケージングをおこなった。
前記複合圧電チップをフリップチップ接続した1ポート共振子に2GHz、1Wの電力を投入し続けたところ、約10時間で金属電極が劣化した。
(Comparative Example 5)
A composite piezoelectric substrate was produced by the same method as in Example 1, and an alloy of Al and Cu was deposited to a thickness of 0.06 μm on the surface side of the LiNbO 3 substrate of the composite piezoelectric substrate by a sputtering method. At this time, the target composition was selected so that the Al: Cu ratio was 2: 1.
Next, a part of the metal material on the surface was melted by plasma etching and patterned to form a metal electrode, thereby producing a 1-port leaky surface acoustic wave resonator (wavelength: 2 μm). That is, the thickness of the metal electrode was 0.03 as a value normalized by the wavelength of the leaky surface acoustic wave. This is different from the feature of the present invention in which the thickness of the metal electrode is 0.04 or more as a value normalized by the wavelength of the leaky surface acoustic wave.
A composite piezoelectric chip obtained by dicing the composite piezoelectric substrate formed with the metal electrodes into a chip shape is flip-chip connected to a mounting substrate made of an alumina ceramic substrate via solder bumps made of Ag and Sn. I did packaging.
When power of 2 GHz and 1 W was continuously applied to a 1-port resonator in which the composite piezoelectric chip was flip-chip connected, the metal electrode deteriorated in about 10 hours.

(比較例6)
直径4インチ(100mm)の25°回転YカットLiNbO基板を厚さが0.15mm(150μm)となるように仕上げた。
このLiNbO基板の表面にスパッタ法によりAl、Cuの合金を0.06μmの厚みで堆積させた。このときAl:Cuの比が2:1となるようターゲット組成を選定した。
次に表面の金属材料の一部をプラズマエッチングにより溶かし、パターニングし金属電極とし、1ポートの漏洩弾性表面波共振子(波長2μm)を作製した。すなわち、金属電極の厚さを、漏洩弾性表面波の波長で規格化した値で0.03とした。
(Comparative Example 6)
A 25-degree rotated Y-cut LiNbO 3 substrate having a diameter of 4 inches (100 mm) was finished to a thickness of 0.15 mm (150 μm).
An alloy of Al and Cu was deposited on the surface of this LiNbO 3 substrate to a thickness of 0.06 μm by sputtering. At this time, the target composition was selected so that the Al: Cu ratio was 2: 1.
Next, a part of the metal material on the surface was melted by plasma etching, and patterned to form a metal electrode, thereby producing a 1-port leaky surface acoustic wave resonator (wavelength: 2 μm). That is, the thickness of the metal electrode was 0.03 as a value normalized by the wavelength of the leaky surface acoustic wave.

この金属電極が形成された圧電基板をダイシングしてチップ形状に加工して得た圧電チップにおいて、LiNbO基板の電極が形成された面の漏洩弾性表面波伝播方向であるX方向の膨張係数をその場観察により求めたところ、αc=15ppm/℃であった。
次に電極が形成された前記圧電チップを、アルミナセラミック基板(膨張係数αs=8ppm/℃)からなる実装基板にAg、Snからなるハンダバンプを介してフリップチップ接続して、パッケージングをおこなった。
前記圧電チップをフリップチップ接続した1ポート共振子の周波数温度特性を求めたところ、反共振周波数については−60pm/℃、共振周波数は−83ppm/℃という大きい温度係数であった。
さらに、この共振子に2GHz、1Wの電力を投入し続けたところ、約10時間で金属電極が劣化した。
In the piezoelectric chip obtained by dicing the piezoelectric substrate on which the metal electrode is formed and processing it into a chip shape, an expansion coefficient in the X direction, which is a leakage surface acoustic wave propagation direction, of the surface on which the electrode of the LiNbO 3 substrate is formed. As a result of in-situ observation, αc = 15 ppm / ° C.
Next, the piezoelectric chip on which the electrodes were formed was flip-chip connected to a mounting substrate made of an alumina ceramic substrate (expansion coefficient αs = 8 ppm / ° C.) via solder bumps made of Ag and Sn, and packaging was performed.
When the frequency temperature characteristics of the 1-port resonator in which the piezoelectric chip was flip-chip connected were obtained, the anti-resonance frequency was as high as −60 pm / ° C., and the resonance frequency was −83 ppm / ° C ..
Furthermore, when 2 GHz and 1 W of electric power were continuously applied to the resonator, the metal electrode deteriorated in about 10 hours.

(比較例7)
直径4インチ(100mm)の25°回転YカットLiNbO基板を厚さが0.15mm(150μm)となるように仕上げた。
このLiNbO基板の表面にスパッタ法によりAl、Cuの合金を0.06μmの厚みで堆積させた。このときAl:Cuの比が2:1となるようターゲット組成を選定した。
次に表面の金属材料の一部をプラズマエッチングにより溶かし、パターニングし金属電極とし、1ポートの漏洩弾性表面波共振子(波長2μm)を作製した。すなわち、金属電極の厚さを、漏洩弾性表面波の波長で規格化した値で0.03とした。
次にこの金属電極が形成された圧電基板にプラズマCVDによりSiO1.80.2保護膜を0.2μmの厚さで堆積させた。
(Comparative Example 7)
A 25-degree rotated Y-cut LiNbO 3 substrate having a diameter of 4 inches (100 mm) was finished to a thickness of 0.15 mm (150 μm).
An alloy of Al and Cu was deposited on the surface of this LiNbO 3 substrate to a thickness of 0.06 μm by sputtering. At this time, the target composition was selected so that the Al: Cu ratio was 2: 1.
Next, a part of the metal material on the surface was melted by plasma etching, and patterned to form a metal electrode, thereby producing a 1-port leaky surface acoustic wave resonator (wavelength: 2 μm). That is, the thickness of the metal electrode was 0.03 as a value normalized by the wavelength of the leaky surface acoustic wave.
Next, a SiO 1.8 N 0.2 protective film was deposited to a thickness of 0.2 μm by plasma CVD on the piezoelectric substrate on which the metal electrode was formed.

この金属電極が形成された圧電基板をダイシングしてチップ形状に加工して得た圧電チップにおいて、LiNbO基板の電極が形成された面の漏洩弾性表面波伝播方向であるX方向の膨張係数をその場観察により求めたところ、αc=15ppm/℃であった。
次に電極が形成された前記圧電チップを、アルミナセラミック基板(膨張係数αs=8ppm/℃)からなる実装基板にAg、Snからなるハンダバンプを介してフリップチップ接続して、パッケージングをおこなった。
前記圧電チップをフリップチップ接続した1ポート共振子の周波数温度特性を求めたところ、反共振周波数については−50pm/℃、共振周波数は−70ppm/℃という大きい温度係数であった。
さらに、この共振子に2GHz、1Wの電力を投入し続けたところ、約10時間で金属電極が劣化した。
In the piezoelectric chip obtained by dicing the piezoelectric substrate on which the metal electrode is formed and processing it into a chip shape, an expansion coefficient in the X direction, which is a leakage surface acoustic wave propagation direction, of the surface on which the electrode of the LiNbO 3 substrate is formed. As a result of in-situ observation, αc = 15 ppm / ° C.
Next, the piezoelectric chip on which the electrodes were formed was flip-chip connected to a mounting substrate made of an alumina ceramic substrate (expansion coefficient αs = 8 ppm / ° C.) via solder bumps made of Ag and Sn, and packaging was performed.
When the frequency-temperature characteristics of the 1-port resonator in which the piezoelectric chip was flip-chip connected were obtained, the anti-resonance frequency had a large temperature coefficient of −50 pm / ° C. and the resonance frequency was −70 ppm / ° C.
Furthermore, when 2 GHz and 1 W of electric power were continuously applied to the resonator, the metal electrode deteriorated in about 10 hours.

(比較例8)
支持基板であるセラミック基板として、実施例1で用意したアルミナ基板と同様のアルミナ基板を用意した。そして、実装基板として実施例1とは異なる基板を用意して、また、圧電基板上に形成する金属電極の厚さを変えたこと以外は実施例1と同様の手順で弾性表面波素子を作製した。
なお、金属電極の厚さは、漏洩弾性表面波の波長で規格化した値で0.03とした。
また、LiTaO基板の電極が形成された面の漏洩弾性表面波伝播方向であるX方向の膨張係数をその場観察により求めたところ、αc=10ppm/℃であり、実装基板の膨張係数αsは12ppm/℃であった。すなわち、本発明におけるαsとαcの関係(αs<αc<αs+6)とは異なり、αs>αcになっている。
(Comparative Example 8)
An alumina substrate similar to the alumina substrate prepared in Example 1 was prepared as a ceramic substrate as a support substrate. Then, a surface acoustic wave element is manufactured in the same procedure as in Example 1 except that a substrate different from that in Example 1 is prepared as the mounting substrate and the thickness of the metal electrode formed on the piezoelectric substrate is changed. did.
The thickness of the metal electrode was 0.03, which was a value normalized by the wavelength of the leaky surface acoustic wave.
Further, when the expansion coefficient in the X direction, which is the leakage acoustic surface wave propagation direction, of the surface on which the electrode of the LiTaO 3 substrate is formed was determined by in-situ observation, αc = 10 ppm / ° C., and the expansion coefficient αs of the mounting substrate was It was 12 ppm / ° C. That is, unlike the relationship between αs and αc (αs <αc <αs + 6) in the present invention, αs> αc.

前記複合圧電チップをフリップチップ接続した1ポート共振子の反共振周波数の温度係数は−41ppm/℃、共振周波数の温度係数は−38ppm/℃という比較的大きな温度係数だった。
また、この複合圧電基板からなる共振子に2GHz、1Wの電力を投入し続けたところ、約10時間で金属電極が劣化した。
このように、実施例と比較して、比較例8の弾性表面波素子においては金属電極が劣化しやすく、温度特性も悪い結果となった。
The temperature coefficient of the antiresonance frequency of the 1-port resonator in which the composite piezoelectric chip was flip-chip connected was -41 ppm / ° C, and the temperature coefficient of the resonance frequency was -38 ppm / ° C.
Further, when 2 GHz and 1 W of power were continuously applied to the resonator composed of the composite piezoelectric substrate, the metal electrode deteriorated in about 10 hours.
Thus, compared with the example, in the surface acoustic wave device of Comparative Example 8, the metal electrode was easily deteriorated, and the temperature characteristics were also poor.

(比較例9)
直径4インチ(100mm)で厚さが200μmであるガドリニウム・ガリウム・ガーネット(GGG)基板を用意した。次に直径4インチ(100mm)の36°回転Yカットタンタル酸リチウム(LiTaO)基板を厚さが0.2mm(200μm)で両面ラップにより表面のRaが0.12μmとなる様加工した。
(Comparative Example 9)
A gadolinium gallium garnet (GGG) substrate having a diameter of 4 inches (100 mm) and a thickness of 200 μm was prepared. Next, a 36-degree rotated Y-cut lithium tantalate (LiTaO 3 ) substrate having a diameter of 4 inches (100 mm) was processed to have a thickness of 0.2 mm (200 μm) and a surface Ra of 0.12 μm by double-sided lapping.

次いで、GGG基板の表面を洗浄し、さらにこの基板を100℃に加熱しながら波長200nm以下の短波UV光及び高濃度オゾンにより前処理し、エポキシメタクリレートを主成分とする紫外線硬化接着剤をスピンコートし片側表面上に均一に塗布した。次いで、前記LiTaO基板の裏面を洗浄し、前記接着剤を同様に塗布し、前記GGG基板の接着剤塗布面と前記LiTaO基板の接着剤塗布面を圧力1×10−3mbarの真空下で貼り合せた。 Next, the surface of the GGG substrate is cleaned, and the substrate is further pretreated with short-wave UV light having a wavelength of 200 nm or less and high-concentration ozone while being heated to 100 ° C., and an ultraviolet curable adhesive mainly composed of epoxy methacrylate is spin-coated. Then, it was uniformly applied on one surface. Next, the back surface of the LiTaO 3 substrate is washed, and the adhesive is applied in the same manner. The adhesive application surface of the GGG substrate and the adhesive application surface of the LiTaO 3 substrate are subjected to a vacuum of 1 × 10 −3 mbar. We pasted together.

次に、この複合圧電基板のLiNbO基板の表面側にスパッタ法によりAl、Cuの合金を0.06μmの厚みで堆積させた。このときAl:Cuの比が2:1となるようターゲット組成を選定した。
次に表面の金属材料の一部をプラズマエッチングにより溶かし、パターニングして金属電極とし、1ポートの漏洩弾性表面波共振子(波長2μm)を作製した。すなわち、金属電極の厚さを、漏洩弾性表面波の波長で規格化した値で0.03とした。
Next, an alloy of Al and Cu was deposited to a thickness of 0.06 μm on the surface side of the LiNbO 3 substrate of the composite piezoelectric substrate by sputtering. At this time, the target composition was selected so that the Al: Cu ratio was 2: 1.
Next, a part of the metal material on the surface was melted by plasma etching and patterned to form a metal electrode, thereby producing a 1-port leaky surface acoustic wave resonator (wavelength: 2 μm). That is, the thickness of the metal electrode was 0.03 as a value normalized by the wavelength of the leaky surface acoustic wave.

この金属電極が形成された複合圧電基板をダイシングしてチップ形状に加工して得た複合圧電チップにおいて、LiNbO基板の電極が形成された面の漏洩弾性表面波伝播方向であるX方向の膨張係数をその場観察により求めたところ、αc=16ppm/℃であった。 In the composite piezoelectric chip obtained by dicing the composite piezoelectric substrate on which the metal electrode is formed and processing it into a chip shape, the expansion in the X direction that is the leakage surface acoustic wave propagation direction of the surface on which the electrode of the LiNbO 3 substrate is formed When the coefficient was determined by in-situ observation, αc = 16 ppm / ° C.

次にこの複合圧電チップを、アルミナセラミック基板(膨張係数αs=8ppm/℃)からなる実装基板にSnからなるハンダバンプを介してフリップチップ接続して、パッケージングをおこなった。すなわち、本発明におけるαsとαcの関係(αs<αc<αs+6)とは異なり、αc>αs+6になっている。
前記複合圧電チップをフリップチップ接続した1ポート共振子の反共振周波数の温度係数は−40ppm/℃、共振周波数の温度係数は−39ppm/℃という実施例に比べて比較的大きな温度係数となった。
また、この複合圧電基板からなる共振子に2GHz、1Wの電力を投入し続けたところ、約10時間で金属電極が劣化した。
Next, this composite piezoelectric chip was flip-chip connected to a mounting substrate made of an alumina ceramic substrate (expansion coefficient αs = 8 ppm / ° C.) via a solder bump made of Sn to perform packaging. That is, unlike the relationship between αs and αc (αs <αc <αs + 6) in the present invention, αc> αs + 6.
The temperature coefficient of the antiresonance frequency of the one-port resonator in which the composite piezoelectric chip is flip-chip connected is −40 ppm / ° C., and the temperature coefficient of the resonance frequency is −39 ppm / ° C., which is a relatively large temperature coefficient. .
Further, when 2 GHz and 1 W of power were continuously applied to the resonator composed of the composite piezoelectric substrate, the metal electrode deteriorated in about 10 hours.

本発明に係る弾性表面波素子の実施形態の一例を示す断面概略図である。1 is a schematic cross-sectional view showing an example of an embodiment of a surface acoustic wave element according to the present invention. 本発明に係る弾性表面波素子に用いられる複合圧電基板の一例を示した概略断面図である。It is the schematic sectional drawing which showed an example of the composite piezoelectric substrate used for the surface acoustic wave element concerning this invention. 本発明に係る複合圧電基板の周波数温度特性をシミュレーションにより求めたものを示すグラフである。It is a graph which shows what calculated | required the frequency temperature characteristic of the composite piezoelectric substrate which concerns on this invention by simulation. 図3に示した複合圧電基板と同様のものについて、漏洩弾性表面波の波長で規格化した金属電極の厚さをパラメータとした場合の漏洩弾性表面波の伝播ロスの計算値を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing calculated values of leakage surface acoustic wave propagation loss when the thickness of the metal electrode normalized by the wavelength of the leakage surface acoustic wave is used as a parameter for the composite piezoelectric substrate shown in FIG. 3. . 図3に示した複合圧電基板と同様のものについて、結合係数(k)の計算値を示すグラフである。About the same as the composite piezoelectric substrate shown in FIG. 3 is a graph showing the calculated value of the coupling coefficient (k 2).

符号の説明Explanation of symbols

1…複合圧電チップ、 2…圧電基板、 3…セラミック基板、
4…接着剤(接着層)、 5…バンプ、 6…実装基板、 7…金属電極、
8…弾性表面波素子、 9…複合圧電基板、 10…SiO2−x層。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Composite piezoelectric chip, 2 ... Piezoelectric substrate, 3 ... Ceramic substrate,
4 ... Adhesive (adhesive layer), 5 ... Bump, 6 ... Mounting substrate, 7 ... Metal electrode,
8 ... Surface acoustic wave element, 9 ... Composite piezoelectric substrate, 10 ... SiO2 - xNx layer.

Claims (3)

圧電基板上に弾性表面波または漏洩弾性表面波を励振・検出する金属電極が形成された弾性表面波素子であって、少なくとも、圧電基板とセラミック基板とを接着剤を介して貼り合わせた複合圧電基板をチップ形状に加工した複合圧電チップと、該複合圧電チップをフリップチップボンディングによって実装する実装基板とを具備し、前記圧電基板上に形成された金属電極の厚さは、漏洩弾性表面波の波長で規格化した値で0.04以上であり、前記圧電基板表面の弾性表面波または漏洩弾性表面波の伝播方向の膨張係数αc(ppm/℃)と、前記実装基板の膨張係数αs(ppm/℃)とが、
αs<αc<αs+6
なる関係を満たすように実装されたものであることを特徴とする弾性表面波素子。
A surface acoustic wave element in which a metal electrode that excites and detects surface acoustic waves or leaky surface acoustic waves is formed on a piezoelectric substrate, and is a composite piezoelectric device in which at least a piezoelectric substrate and a ceramic substrate are bonded via an adhesive A composite piezoelectric chip obtained by processing the substrate into a chip shape; and a mounting substrate on which the composite piezoelectric chip is mounted by flip chip bonding. A thickness of the metal electrode formed on the piezoelectric substrate is determined by a surface acoustic wave leakage. The value normalized by the wavelength is 0.04 or more, and the expansion coefficient αc (ppm / ° C.) in the propagation direction of the surface acoustic wave or leaky surface acoustic wave on the surface of the piezoelectric substrate and the expansion coefficient αs (ppm) of the mounting substrate / ℃)
αs <αc <αs + 6
The surface acoustic wave device is mounted so as to satisfy the following relationship.
請求項1に記載の弾性表面波素子において、前記圧電基板は35°±35°回転YカットLiNbO基板又はLiTaO基板であることを特徴とする弾性表面波素子。 2. The surface acoustic wave device according to claim 1, wherein the piezoelectric substrate is a 35 ° ± 35 ° rotated Y-cut LiNbO 3 substrate or a LiTaO 3 substrate. 請求項1または請求項2に記載の弾性表面波素子において、前記圧電基板の表面に前記金属電極を覆うようにSiO2−x層(但し0.01<x<0.5)が形成されており、該SiO2−x層の厚さは、漏洩弾性表面波の波長で規格化した値で0.1以下であることを特徴とする弾性表面波素子。
3. The surface acoustic wave device according to claim 1, wherein a SiO 2−x N x layer (where 0.01 <x <0.5) is formed on the surface of the piezoelectric substrate so as to cover the metal electrode. The surface acoustic wave device is characterized in that the thickness of the SiO 2 -xN x layer is 0.1 or less as a value normalized by the wavelength of the leaky surface acoustic wave.
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