弾性表面波デバイス、及びその製造方法
【課題】四硼酸リチウム圧電基板を用いた弾性表面波デバイスの共振周波数の高周波側に生じる、バルク波に起因するスプリアスを抑圧する手段を得る。
【解決手段】四硼酸リチウム圧電基板の表面上に少なくとも１つのＩＤＴ電極を備えた弾性表面波デバイスであって、前記圧電基板の裏面に前記ＩＤＴ電極によって励起される弾性表面波の伝搬方向に対し、傾斜角θを有する複数の溝を備え、前記溝は前記圧電基板の厚さＨの２９％より深くした弾性表面波デバイスを構成する。
【解決手段】四硼酸リチウム圧電基板の表面上に少なくとも１つのＩＤＴ電極を備えた弾性表面波デバイスであって、前記圧電基板の裏面に前記ＩＤＴ電極によって励起される弾性表面波の伝搬方向に対し、傾斜角θを有する複数の溝を備え、前記溝は前記圧電基板の厚さＨの２９％より深くした弾性表面波デバイスを構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性表面波デバイスに関し、特に圧電基板として四硼酸リチウムを用いた弾性表面波デバイスにおいて、バルク波に起因して共振周波数よりも高周波側に発生するスプリアスを抑圧した弾性表面波デバイス、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、弾性表面波デバイス（ＳＡＷデバイス）は通信分野で広く利用され、高性能、小型、量産性等の優れた特徴を有することから、特に携帯電話、ＬＡＮ等に多く用いられている。図１５（ａ）は一般的な正規型のトランスバーサル型ＳＡＷフィルタ素子５０の構成を示す平面図であって、圧電基板５５の主表面上に表面波の伝搬方向に沿って２つのＩＤＴ電極６０、６１を所定の間隙を隔して配置し、両ＩＤＴ電極６０、６１の間に遮蔽用の電極６２を配設する。ボンディングワイヤ等を用いて、ＩＤＴ電極６０を構成する一方のくし形電極を入力端子ＩＮに接続し、他方のくし形電極を接地する。更にＩＤＴ電極６１を構成する一方のくし形電極を出力端子ＯＵＴに接続し、他方のくし形電極、及び遮蔽用電極６２を接地して、トランスバーサル型ＳＡＷフィルタ５０を構成する。なお、圧電基板５５の表面の両端には弾性表面波を吸収する吸収材６５を設けるのが一般的である。
【０００３】
ＩＤＴ電極６０、６１は、互いに間挿し合う複数の電極指からなり、その電極材料はアルミニウム合金等を用いる。図１５（ａ）に示すような正規型ＩＤＴ電極６０、６１を用いた場合、励振される表面波は左右に等しく伝搬するために、トランスバーサル型ＳＡＷフィルタ素子５０の挿入損失が大きくなる。トランスバーサル型ＳＡＷフィルタの挿入損失を改善した変換器（ＩＤＴ電極）として、図１５（ｂ）に示したような一方向性変換器（ＳＰＵＤＴ）６３、６４がある。ＩＤＴ電極６３は図中右方への表面波を強く励振することができ、ＩＤＴ電極６４はトランスバーサル型ＳＡＷフィルタ素子の中央に対してＩＤＴ電極６３と対称な構成となっているので、左方から到来する表面波を効率よく電気信号としてピックアップすることができ、トランスバーサル型ＳＡＷフィルタ素子の挿入損失が大幅に低減される。
【０００４】
圧電基板に四硼酸リチウム（Ｌｉ2Ｂ4Ｏ7）を用いてトランスバーサル型ＳＡＷフィルタを構成すると、図１６に示すように通過域外高周波側にバルク波（ＢＡＷ）によるスプリアスが発生し、減衰特性が大きく劣化する。このスプリアスを改善すべく種々の提案がなされているが、特許文献１には、図１７の断面図に示すような弾性表面波素子７０が開示されている。圧電基板７５（４５°Ｘ−ＺＬｉ2Ｂ4Ｏ7）の表面上にＩＤＴ電極８０、８１を形成する。矢印で示した弾性表面波の伝搬方向Ｂに対して直交するように、圧電基板７５の裏面にダイサーカット加工により所要本数の溝９０を形成し、各溝９０の側壁面によってバルク波を抑圧することにより、受信側ＩＤＴ電極８１でのバルク波受信率を低減させ、バルク波に起因するスプリアスが大幅に低減されると記されている。
【特許文献１】特開２００２−２４６８７６公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されているように、ＩＤＴ電極８０、８１それぞれの中心位置の間隔をＬとした場合、バルク波の一回反射波に対しては左方のＩＤＴ電極８０の中心位置から他方のＩＤＴ電極８１に向けたＬ／２の位置に、２回反射波に対しては左方のＩＤＴ電極８０の中心からＬ／４、Ｌ／２、３Ｌ／４の位置に正確に溝を設けることは、ダイシングマシンが定ピッチで切断刃（ブレード）を送るという機械的特徴から極めて難しいという問題があった。
本発明は上記問題を解決するためになされたもので、圧電基板に四硼酸リチウムを用い、通過域外高周波側に発生するバルク波に起因するスプリアスを抑圧した弾性表面波デバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、圧電基板に四硼酸リチウムを用いた弾性表面波デバイスにおけるバルク波によるスプリアスを抑圧するため、四硼酸リチウム圧電基板の表面上に少なくとも１つのＩＤＴ電極を備えた弾性表面波デバイスであって、前記圧電基板の裏面に前記ＩＤＴ電極によって励起される弾性表面波の伝搬方向に対し、傾斜角θを有する複数の溝を備え、前記溝は前記圧電基板の厚さＨの２９％より深くして弾性表面波デバイスを構成する。
以上のように弾性表面波デバイスを構成すると、共振周波数より高周波側に発生する、バルク波に起因するスプリアスを抑圧することができるという効果がある。
【０００７】
前記溝の傾斜角θは、０°＜θ＜９０°の範囲内であるが、好ましくは３５°＜θ＜５５°の範囲とした弾性表面波デバイスを構成する。
以上のように溝の傾斜角θをより限定して弾性表面波デバイスを構成すると、共振周波数より高周波側に発生する、バルク波に起因するスプリアスを大きく抑圧することができるという効果がある。
【０００８】
前記溝のピッチｐは、前記圧電基板のＩＤＴ電極により励起される弾性表面波の波長λの３６．８λ≦ｐ≦４４．２λの範囲内とした弾性表面波デバイスを構成する。
このようにＩＤＴ電極により励起される弾性表面波の波長λに対し溝のピッチｐを限定した弾性表面波デバイスを構成すると、共振周波数より高周波側に発生する、バルク波に起因するスプリアスを大きく抑圧することができるという効果がある。
【０００９】
前記弾性表面波デバイス１チップ当たりの前記溝の平均本数が４．３本以上、５．２本以下の範囲内とした弾性表面波デバイスを構成する。
このように１チップ当たりの溝の平均本数を限定した弾性表面波デバイスを構成すると、共振周波数より高周波側に発生する、バルク波に起因するスプリアスを大きく抑圧することができるという効果がある。
【００１０】
前記弾性表面波デバイス１チップの面積に対する前記溝の合計面積の比が０．２５以上、０．３０以下の範囲内とした弾性表面波デバイスを構成する。
このようにチップの面積に対し溝の合計面積を限定した弾性表面波デバイスを構成すると、共振周波数より高周波側に発生する、バルク波に起因するスプリアスを大きく抑圧することができるという効果がある。
【００１１】
前記複数の溝を有する四硼酸リチウム圧電基板の凹部と凸部とを均した平均厚さを用い、該平均厚さが０．３１１ｍｍ以上、０．３１８ｍｍ以下の範囲内とした弾性表面波デバイスを構成する。
このように圧電基板の平均厚さを限定した弾性表面波デバイスを構成すると、共振周波数より高周波側に発生する、バルク波に起因するスプリアスを大きく抑圧することができるという効果がある。
【００１２】
前記複数の溝のピッチが四硼酸リチウム圧電基板の厚さＨの１．４３Ｈ以上、１．７１Ｈ以下の範囲内とした弾性表面波デバイスを構成する。
このように圧電基板の厚さに対し溝のピッチを限定した弾性表面波デバイスを構成すると、共振周波数より高周波側に発生する、バルク波に起因するスプリアスを大きく抑圧することができるという効果がある。
【００１３】
上記弾性表面波デバイスをトランスバーサル型ＳＡＷフィルタ素子として構成する。
このようにトランスバーサル型ＳＡＷフィルタ素子を構成すると、通過域外高周波側に生ずる、バルク波に起因するスプリアスを、周波数領域ｆ０＋３０ＭＨｚ〜ｆ０＋５０ＭＨｚにおいて、３７ｄＢ〜３８ｄＢと大きく抑圧することができるという効果がある。
【００１４】
上記溝をダイシングマシンによる等ピッチの切削加工により形成する。
溝のピッチを等ピッチとすることで、ダイシングマシンを一度設定すればよく、溝加工が容易となり、溝加工工数が大幅に短縮されるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係る圧電基板に四硼酸リチウムを用いたトランスバーサル型ＳＡＷフィルタ素子の実施の形態を示す図であり、同図（ａ）は、平面図、同図（ｂ）は裏面図、同図（ｃ）はＱ−Ｑにおける断面図である。
トランスバーサル型ＳＡＷフィルタ素子１は、四硼酸リチウム（４５°Ｘ−ＺＬｉ2Ｂ4Ｏ7以下、ＬＢＯと称す）圧電基板５の表面上に、弾性表面波の伝搬方向に沿って２つのＩＤＴ電極１０、１１を所定の間隙を隔して配置し、両ＩＤＴ電極１０、１１の間に遮蔽電極１２を配設する。ボンディングワイヤ等を用いて、ＩＤＴ電極１０を構成する一方のくし形電極を入力端子ＩＮに接続し、他方のくし形電極を接地する。更にＩＤＴ電極１１を構成する一方のくし形電極を出力端子ＯＵＴに接続し、他方のくし形電極と遮蔽電極１２とを接地する。ＩＤＴ電極１０、１１は、互いに間挿し合う複数の電極指からなり、その電極材料にはアルミニウム合金等を用いる。
【００１６】
ＬＢＯ圧電基板５の厚さをＨとし、その裏面に図１（ｂ）に示すように弾性表面波の伝搬方向に対し傾斜角θを有する複数の、幅ｗ、深さｈの溝２０をダイシングマシン等を用いて形成し、本発明に係るトランスバーサル型ＳＡＷフィルタ素子１を構成する。ダイシングマシン等を用いて溝２０を効率よく形成するためには、溝のピッチｐが等間隔であることが望ましい。なお、圧電基板５の表面の両端には弾性表面波を吸収する吸収材３０を設けている。
図１（ａ）に示すように、ＬＢＯ圧電基板５の表面に設けたＩＤＴ電極１０、１１の間に遮蔽電極１２を形成し、圧電基板５の両端に吸収材３０を設けると共に、ＬＢＯ圧電基板５の裏面に斜めに形成する複数の溝２０の幅ｗ、ピッチｐ、深さｈを一定としたトランスバーサル型ＳＡＷフィルタ素子を試作した。初めに、ＩＤＴ電極１０、１１により励起される弾性表面波の伝搬方向と、溝２０の延在方向とのなす傾斜角θについて実験的に検討した。
【００１７】
図２（ａ）は溝２０の傾斜角θが零の場合、つまり、弾性表面波の伝搬方向と平行に複数の溝２０を形成した場合のトランスバーサル型ＳＡＷフィルタ素子１の減衰特性である。特に、通過域外高周波側の周波数領域ｆ０＋３０ＭＨｚ〜ｆ０＋５０ＭＨｚ（周波数領域αと称す）に発生する、バルク波に起因するバルク波スプリアスに注目した。弾性表面波の伝搬方向と平行に溝２０を形成した場合の周波数領域αのバルク波スプリアスの減衰量は３２ｄＢ程度である。
図２（ｂ）は、傾斜角θが９０°、つまり弾性表面波の伝搬方向と直交して溝２０を形成した場合のトランスバーサル型ＳＡＷフィルタ素子１の減衰特性である。傾斜角θが９０°である場合の、周波数領域αのバルク波スプリアスの減衰量（ｄＢ）は、３６ｄＢ程度である。図２（ｃ）は傾斜角θを４５°として溝２０を形成した場合のトランスバーサル型ＳＡＷフィルタ素子１の減衰特性である。傾斜角θが４５°の場合では、周波数領域αのバルク波スプリアスの減衰量は３７ｄＢ程度である。傾斜角４５°から角度を±１０°程変化させて試作したが、同程度の減衰量が得られた。図３は、傾斜角θが４５°の溝２０に重ねて、傾斜角θが１３５°の溝２０を形成した場合のトランスバーサル型ＳＡＷフィルタ素子１の減衰特性である。この場合は図３から明らかなように、周波数領域αのバルク波スプリアスの減衰量は３２ｄＢ程度となる。図２、図３の結果からＬＢＯ圧電基板５に形成する溝２０の傾斜角θと、周波数領域αのバルク波スプリアスの減衰量（ｄＢ）との間に緩い相関があることが分かる。また、溝２０の本数が多すぎると、周波数領域αのバルク波スプリアスの減衰量が劣化、つまり抑圧効果が減ずることも明らかとなった。
【００１８】
次に、ＬＢＯ圧電基板５の裏面に形成する溝２０の深さｈと、周波数領域αのバルク波スプリアスの減衰量（ｄＢ）との関係を調べた。図１に示す圧電基板５の厚さＨを０．３５ｍｍ、その裏面に形成した溝２０の幅ｗを０．１５ｍｍ、ピッチｐを０．５５ｍｍとし、溝２０の深さｈを０．０７ｍｍ、０．１ｍｍ、０．１３ｍｍ、０．１６ｍｍ、０．２１ｍｍと変化させたトランスバーサル型ＳＡＷフィルタ素子をそれぞれ試作し、フィルタの減衰特性を測定した結果を、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）と、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す。特に、通過域外高周波側のαで示す周波数領域に発生するバルク波スプリアスに注目した。
ＬＢＯ圧電基板の裏面に溝を設けない従来型のトランスバーサル型ＳＡＷフィルタでは、図４（ａ）に示すように周波数領域α（ｆ０＋３０ＭＨｚ〜ｆ０＋５０ＭＨｚ）に発生するバルク波スプリアスの減衰量は、２４ｄＢ程度である。溝２０の深さｈを０．０７ｍｍとした場合には、周波数領域αのバルク波スプリアスの減衰量（ｄＢ）は、図４（ｂ）に示すように３０ｄＢ程度と改善される。溝２０の深さｈを０．１ｍｍ、０．１３ｍｍ、０．１６ｍｍ、０．２１ｍｍと深くした場合は、図４（ｃ）、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように周波数領域αのバルク波スプリアスの減衰量は、３３ｄＢから３８ｄＢ程度と改善され、溝２０の深さｈを深くすることによりバルク波が抑圧されることを示している。
【００１９】
図６は、厚さ０．３５ｍｍのＬＢＯ圧電基板の裏面に、溝２０の幅ｗを０．１５ｍｍ、ピッチｐを０．５５ｍｍとし、溝２０の深さｈをパラメータにした場合の、周波数領域αにおけるバルク波スプリアスの減衰量（ｄＢ）をプロットした図である。溝２０の深さｈが増すに応じて減衰量は増大し、０．１ｍｍを越えるあたりから減衰量はほぼ一定値になることが判明した。この理由として溝２０の深さｈを深くすることによりバルク波は抑圧されるが、周波数領域αの表面波成分は抑圧されないものと推定される。
【００２０】
次に、溝２０間隔、即ちピッチｐと周波数領域αにおけるバルク波スプリアスとの関係を実験的に調べた。図７（ａ）、（ｂ）は、厚さ０．３５ｍｍのＬＢＯ圧電基板の裏面に、溝２０の幅ｗを０．１５ｍｍ、深さｈを０．１３ｍｍとし、ピッチｐを０．４５ｍｍ、０．５５ｍｍとした場合のトランスバーサル型ＳＡＷフィルタ素子の減衰特性を示した図である。図８は、溝２０の幅ｗを０．１５ｍｍ、深さｈを０．１３ｍｍとし、ピッチｐを０．３ｍｍから０．６ｍｍまで変化させた場合、トランスバーサル型ＳＡＷフィルタ素子の周波数領域αにおけるバルク波スプリアスの減衰量（ｄＢ）をプロットした図である。図８から溝２０のピッチｐを小さく、つまり溝を密に形成することが、周波数領域αのバルク波スプリアスの改善に必ずしもつながらないことが分かった。つまり、周波数領域αのバルク波スプリアスを抑圧するには、最適のピッチｐの範囲があることが判明した。
図９は、ＩＤＴ電極１０、１１によりＬＢＯ圧電基板５の表面に励起される弾性表面波の波長λで、溝２０のピッチｐを規格化した波長規格化ピッチ（ｐ／λ）と、周波数領域α（ｆ０＋３０ＭＨｚ〜ｆ０＋５０ＭＨｚ）に発生するバルク波スプリアスの減衰量（ｄＢ）との関係を示した図である。図９より波長規格化ピッチ（ｐ／λ）として３６．８以上、４４．２以下範囲の値を用いた場合に、バルク波スプリアスを３７ｄＢ〜３８ｄＢと良好に抑圧することができる。
【００２１】
次に、ＬＢＯ圧電基板（チップ）５の裏面に形成した溝２０の本数ｎと、周波数領域αに発生するバルク波スプリアスの減衰量との関係を調べた。図１０は、圧電基板（チップ）５に形成した溝２０の本数ｎと、バルク波スプリアスの減衰量（ｄＢ）との関係を示した図である。図１０より１チップ当たり４．３本以上、５．２本以下の範囲の本数ｎの溝を設けた場合に、周波数領域αに発生するバルク波スプリアスを３７ｄＢ〜３８ｄＢと良好に抑圧することができる。１チップ当たりの溝２０の本数は少なすぎても多すぎてもバルク波スプリアスの減衰量は劣化し、最適の本数の範囲があることが判明した。溝２０の本数ｎに小数が生じるのは、図１（ｂ）に示す２０ａのように溝２０が圧電基板５の下端から上端まで達する場合を１本とし、２０ｂのように上下端の何れかに達しない場合は、小数としたからである。
【００２２】
図１１は、１チップに形成した溝２０の部分の合計面積をチップの全面積で規格化した規格化溝面積と、周波数領域α（ｆ０＋３０ＭＨｚ〜ｆ０＋５０ＭＨｚ）に発生するバルク波スプリアスの減衰量（ｄＢ）との関係を示した図である。図１１から規格化溝面積は０．２５以上、０．３以下の範囲とした場合に、バルク波スプリアスを３６ｄＢ〜３７ｄＢと良好に抑圧することができる。
複数の深さｈの溝２０を形成した厚さＨのＬＢＯ圧電基板５（チップ）の平均厚さＨａｖを次のように定義する。即ち、チップに形成した溝２０の凹部と凸部とを均して平坦のチップとしたと仮定した場合、そのチップの厚さを平均厚さＨａｖとする。図１２は、チップ５の平均厚さＨａｖと、周波数領域αに発生するバルク波スプリアスの減衰量（ｄＢ）との関係を示した図である。図１２よりＬＢＯ圧電基板５（チップ）の平均厚さＨａｖを元の厚さ０．３５ｍｍに対し、０．３１１ｍｍ〜０．３１８ｍｍの範囲に設定した場合に、周波数領域αに発生するバルク波スプリアスを３８ｄＢ程度と良好に抑圧することができることが分かる。
【００２３】
厚さＨのＬＢＯ圧電基板５の裏面に深さｈの溝２０をピッチｐで形成した場合、ピッチｐを圧電基板５の板厚Ｈで規格化し、基板厚規格化ピッチをｐ／Ｈと定義する。図１３は、基板厚規格化ピッチ（ｐ／Ｈ）と、周波数領域α（ｆ０＋３０ＭＨｚ〜ｆ０＋５０ＭＨｚ）に発生するバルク波スプリアスの減衰量（ｄＢ）との関係を示した図である。基板厚規格化ピッチ（ｐ／Ｈ）が小さくても、また大きくてもバルク波スプリアスの減衰量は劣化し、基板厚規格化ピッチ（ｐ／Ｈ）が１．４３以上、１．７１以下の範囲のときに、周波数領域αに発生するバルク波スプリアスの抑圧を３７．５ｄＢ〜３８．５ｄＢと良好に抑圧することができることが分かる。
【００２４】
図１４は、トランスバーサル型ＳＡＷフィルタ素子を構成したＬＢＯ圧電基板の裏面に形成した溝のパラメータ、即ち溝の幅ｗ、深さｈ、ピッチｐ、本数ｎの相互関係を示した図である。波長規格化ピッチはｐ／λで、基板厚規格化ピッチはｐ／Ｈで、ＬＢＯ圧電基板の裏面の面積に対する溝の合計面積は、面積比と表している。
図１に示すトランスバーサル型ＳＡＷフィルタ素子１を、セラミックパッケージの凹陥部に接着剤を用いて固定し、ＩＤＴ電極１０、１１のバスバーとセラミックパッケージの端子電極と、遮蔽電極１２と接地電極とを、それぞれボンディングワイヤーにて接続し、前記セラミックパッケージの上部周縁に形成したメタライズ部に金属蓋を気密裏に溶接して、トランスバーサル型ＳＡＷフィルタを構成する。
【００２５】
従来、通過帯域外高周波側のバルク波によるスプリアスの抑圧は、ホーニング加工、ダイサーカットといった手法により基板裏面の粗面化、凹凸化することによりバルク波を抑圧したが、四硼酸リチウム基板では十分な効果が得られなかった。また、トランスバーサル型ＳＡＷフィルタに設けた２つのＩＤＴ電極のそれぞれの中心位置に対して正確に位置決めされた位置にダイサーカット加工を施す手法では、位置精度の問題と、位置決めに工数が掛かりすぎるという問題があった。本発明の特徴は、ＬＢＯ圧電基板の裏面に複数の溝を形成し、弾性表面波の伝搬方向と、溝の方向とのなす角、即ち傾斜角θについて、バルク波の抑圧に効果のある傾斜角を実験的に求めた点にある。更に、バルク波の抑圧に最適である溝のピッチｐの範囲、波長規格化ピッチ（ｐ／λ）、基板厚規格化ピッチ（ｐ／ｈ）を実験的に求めた。またバルク波の抑圧に最適である溝の深さｈの範囲、１チップ当たりの溝の本数ｎ、チップ面積に対する溝の合計面積の比、圧電基板の平均厚み等を実験的に求めた。
本発明のトランスバーサル型ＳＡＷフィルタでは、圧電基板の裏面に形成する溝の位置と、表面のＩＤＴ電極との位置との関係を精度よく決める必要はない。また、溝のピッチを等ピッチとすることで、ダイシングマシンを一度設定すればよく、溝加工が容易となり、溝加工工数が大幅に短縮されるという効果がある。
【００２６】
以上の説明では、ＬＢＯ圧電基板を用いたトランスバーサル型ＳＡＷフィルタを例に本発明を説明したが、本発明はこれに限定するものではなく、ＬＢＯ基板を用いた一端子対ＳＡＷ共振子、２端子対共振子、多重モード縦結合ＳＡＷフィルタ、多重モード横結合ＳＡＷフィルタ、ラダー型ＳＡＷフィルタについても本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係るトランスバーサル型ＳＡＷフィルタ素子の構成を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は裏面図、（ｃ）は断面図。
【図２】裏面に溝を形成したトランスバーサル型ＳＡＷフィルタの減衰特性を示す図であり、（ａ）は弾性表面波の伝搬方向と平行に溝を形成した場合の図、（ｂ）は直交して溝を形成した場合の図、（ｃ）は４５°の傾斜で溝を形成した場合の図。
【図３】裏面の溝を斜め格子で形成した場合の特性を示す図。
【図４】溝の深さｈと減衰特性の関係を示す図であり、（ａ）はｈが零の場合を示す図、（ｂ）はｈが０．０７ｍｍの場合を示す図、（ｃ）はｈが０．１ｍｍの場合を示す図。
【図５】溝の深さｈと減衰特性の関係を示す図であり、（ａ）はｈが０．１３ｍｍの場合を示す図、（ｂ）はｈが０．１６ｍｍの場合を示す図、（ｃ）はｈが０．２１ｍｍの場合を示す図。
【図６】溝の深さｈとバルク波スプリアスの減衰量との関係を示す図。
【図７】溝のピッチｐと減衰特性との関係を示す図であり、（ａ）はｐが０．４５ｍｍの場合を示す図、（ｂ）はｈが０．５５ｍｍの場合を示す図。
【図８】溝のピッチｐとバルク波スプリアスの減衰量を示す図。
【図９】波長規格化ピッチ（ｐ／λ）とバルク波スプリアスの減衰量との関係を示す図。
【図１０】溝の本数ｎとバルク波スプリアスの減衰量との関係を示す図。
【図１１】チップ面積に対する溝の合計面積と、バルク波スプリアスの減衰量との関係を示す図。
【図１２】基板の平均厚みＨａｖとバルク波スプリアスの減衰量との関係を示す図。
【図１３】基板厚規格化ピッチとバルク波スプリアスの減衰量との関係を示す図。
【図１４】ピッチｐと他の規格化パラメータとの関係を示す図。
【図１５】（ａ）は従来のトランスバーサル型ＳＡＷフィルタ素子の平面図、（ｂ）は一方向性変換器（ＳＰＵＤＴ）を示す平面図。
【図１６】従来のトランスバーサル型ＳＡＷフィルタの減衰特性を示す図。
【図１７】従来のトランスバーサル型ＳＡＷフィルタ素子の断面図。
【符号の説明】
【００２８】
１ トランスバーサル型ＳＡＷフィルタ素子、５ 圧電基板、１０、１１ ＩＤＴ電極、１２ 遮蔽電極、２０ 溝、３０ 吸収材、θ 弾性表面波に伝搬方向と溝とのなす角、ｗ 溝の幅、ｐ 溝のピッチ、Ｈ 圧電基板の厚さ、ｈ 溝の深さ、α 周波数領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性表面波デバイスに関し、特に圧電基板として四硼酸リチウムを用いた弾性表面波デバイスにおいて、バルク波に起因して共振周波数よりも高周波側に発生するスプリアスを抑圧した弾性表面波デバイス、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、弾性表面波デバイス（ＳＡＷデバイス）は通信分野で広く利用され、高性能、小型、量産性等の優れた特徴を有することから、特に携帯電話、ＬＡＮ等に多く用いられている。図１５（ａ）は一般的な正規型のトランスバーサル型ＳＡＷフィルタ素子５０の構成を示す平面図であって、圧電基板５５の主表面上に表面波の伝搬方向に沿って２つのＩＤＴ電極６０、６１を所定の間隙を隔して配置し、両ＩＤＴ電極６０、６１の間に遮蔽用の電極６２を配設する。ボンディングワイヤ等を用いて、ＩＤＴ電極６０を構成する一方のくし形電極を入力端子ＩＮに接続し、他方のくし形電極を接地する。更にＩＤＴ電極６１を構成する一方のくし形電極を出力端子ＯＵＴに接続し、他方のくし形電極、及び遮蔽用電極６２を接地して、トランスバーサル型ＳＡＷフィルタ５０を構成する。なお、圧電基板５５の表面の両端には弾性表面波を吸収する吸収材６５を設けるのが一般的である。
【０００３】
ＩＤＴ電極６０、６１は、互いに間挿し合う複数の電極指からなり、その電極材料はアルミニウム合金等を用いる。図１５（ａ）に示すような正規型ＩＤＴ電極６０、６１を用いた場合、励振される表面波は左右に等しく伝搬するために、トランスバーサル型ＳＡＷフィルタ素子５０の挿入損失が大きくなる。トランスバーサル型ＳＡＷフィルタの挿入損失を改善した変換器（ＩＤＴ電極）として、図１５（ｂ）に示したような一方向性変換器（ＳＰＵＤＴ）６３、６４がある。ＩＤＴ電極６３は図中右方への表面波を強く励振することができ、ＩＤＴ電極６４はトランスバーサル型ＳＡＷフィルタ素子の中央に対してＩＤＴ電極６３と対称な構成となっているので、左方から到来する表面波を効率よく電気信号としてピックアップすることができ、トランスバーサル型ＳＡＷフィルタ素子の挿入損失が大幅に低減される。
【０００４】
圧電基板に四硼酸リチウム（Ｌｉ2Ｂ4Ｏ7）を用いてトランスバーサル型ＳＡＷフィルタを構成すると、図１６に示すように通過域外高周波側にバルク波（ＢＡＷ）によるスプリアスが発生し、減衰特性が大きく劣化する。このスプリアスを改善すべく種々の提案がなされているが、特許文献１には、図１７の断面図に示すような弾性表面波素子７０が開示されている。圧電基板７５（４５°Ｘ−ＺＬｉ2Ｂ4Ｏ7）の表面上にＩＤＴ電極８０、８１を形成する。矢印で示した弾性表面波の伝搬方向Ｂに対して直交するように、圧電基板７５の裏面にダイサーカット加工により所要本数の溝９０を形成し、各溝９０の側壁面によってバルク波を抑圧することにより、受信側ＩＤＴ電極８１でのバルク波受信率を低減させ、バルク波に起因するスプリアスが大幅に低減されると記されている。
【特許文献１】特開２００２−２４６８７６公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されているように、ＩＤＴ電極８０、８１それぞれの中心位置の間隔をＬとした場合、バルク波の一回反射波に対しては左方のＩＤＴ電極８０の中心位置から他方のＩＤＴ電極８１に向けたＬ／２の位置に、２回反射波に対しては左方のＩＤＴ電極８０の中心からＬ／４、Ｌ／２、３Ｌ／４の位置に正確に溝を設けることは、ダイシングマシンが定ピッチで切断刃（ブレード）を送るという機械的特徴から極めて難しいという問題があった。
本発明は上記問題を解決するためになされたもので、圧電基板に四硼酸リチウムを用い、通過域外高周波側に発生するバルク波に起因するスプリアスを抑圧した弾性表面波デバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、圧電基板に四硼酸リチウムを用いた弾性表面波デバイスにおけるバルク波によるスプリアスを抑圧するため、四硼酸リチウム圧電基板の表面上に少なくとも１つのＩＤＴ電極を備えた弾性表面波デバイスであって、前記圧電基板の裏面に前記ＩＤＴ電極によって励起される弾性表面波の伝搬方向に対し、傾斜角θを有する複数の溝を備え、前記溝は前記圧電基板の厚さＨの２９％より深くして弾性表面波デバイスを構成する。
以上のように弾性表面波デバイスを構成すると、共振周波数より高周波側に発生する、バルク波に起因するスプリアスを抑圧することができるという効果がある。
【０００７】
前記溝の傾斜角θは、０°＜θ＜９０°の範囲内であるが、好ましくは３５°＜θ＜５５°の範囲とした弾性表面波デバイスを構成する。
以上のように溝の傾斜角θをより限定して弾性表面波デバイスを構成すると、共振周波数より高周波側に発生する、バルク波に起因するスプリアスを大きく抑圧することができるという効果がある。
【０００８】
前記溝のピッチｐは、前記圧電基板のＩＤＴ電極により励起される弾性表面波の波長λの３６．８λ≦ｐ≦４４．２λの範囲内とした弾性表面波デバイスを構成する。
このようにＩＤＴ電極により励起される弾性表面波の波長λに対し溝のピッチｐを限定した弾性表面波デバイスを構成すると、共振周波数より高周波側に発生する、バルク波に起因するスプリアスを大きく抑圧することができるという効果がある。
【０００９】
前記弾性表面波デバイス１チップ当たりの前記溝の平均本数が４．３本以上、５．２本以下の範囲内とした弾性表面波デバイスを構成する。
このように１チップ当たりの溝の平均本数を限定した弾性表面波デバイスを構成すると、共振周波数より高周波側に発生する、バルク波に起因するスプリアスを大きく抑圧することができるという効果がある。
【００１０】
前記弾性表面波デバイス１チップの面積に対する前記溝の合計面積の比が０．２５以上、０．３０以下の範囲内とした弾性表面波デバイスを構成する。
このようにチップの面積に対し溝の合計面積を限定した弾性表面波デバイスを構成すると、共振周波数より高周波側に発生する、バルク波に起因するスプリアスを大きく抑圧することができるという効果がある。
【００１１】
前記複数の溝を有する四硼酸リチウム圧電基板の凹部と凸部とを均した平均厚さを用い、該平均厚さが０．３１１ｍｍ以上、０．３１８ｍｍ以下の範囲内とした弾性表面波デバイスを構成する。
このように圧電基板の平均厚さを限定した弾性表面波デバイスを構成すると、共振周波数より高周波側に発生する、バルク波に起因するスプリアスを大きく抑圧することができるという効果がある。
【００１２】
前記複数の溝のピッチが四硼酸リチウム圧電基板の厚さＨの１．４３Ｈ以上、１．７１Ｈ以下の範囲内とした弾性表面波デバイスを構成する。
このように圧電基板の厚さに対し溝のピッチを限定した弾性表面波デバイスを構成すると、共振周波数より高周波側に発生する、バルク波に起因するスプリアスを大きく抑圧することができるという効果がある。
【００１３】
上記弾性表面波デバイスをトランスバーサル型ＳＡＷフィルタ素子として構成する。
このようにトランスバーサル型ＳＡＷフィルタ素子を構成すると、通過域外高周波側に生ずる、バルク波に起因するスプリアスを、周波数領域ｆ０＋３０ＭＨｚ〜ｆ０＋５０ＭＨｚにおいて、３７ｄＢ〜３８ｄＢと大きく抑圧することができるという効果がある。
【００１４】
上記溝をダイシングマシンによる等ピッチの切削加工により形成する。
溝のピッチを等ピッチとすることで、ダイシングマシンを一度設定すればよく、溝加工が容易となり、溝加工工数が大幅に短縮されるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係る圧電基板に四硼酸リチウムを用いたトランスバーサル型ＳＡＷフィルタ素子の実施の形態を示す図であり、同図（ａ）は、平面図、同図（ｂ）は裏面図、同図（ｃ）はＱ−Ｑにおける断面図である。
トランスバーサル型ＳＡＷフィルタ素子１は、四硼酸リチウム（４５°Ｘ−ＺＬｉ2Ｂ4Ｏ7以下、ＬＢＯと称す）圧電基板５の表面上に、弾性表面波の伝搬方向に沿って２つのＩＤＴ電極１０、１１を所定の間隙を隔して配置し、両ＩＤＴ電極１０、１１の間に遮蔽電極１２を配設する。ボンディングワイヤ等を用いて、ＩＤＴ電極１０を構成する一方のくし形電極を入力端子ＩＮに接続し、他方のくし形電極を接地する。更にＩＤＴ電極１１を構成する一方のくし形電極を出力端子ＯＵＴに接続し、他方のくし形電極と遮蔽電極１２とを接地する。ＩＤＴ電極１０、１１は、互いに間挿し合う複数の電極指からなり、その電極材料にはアルミニウム合金等を用いる。
【００１６】
ＬＢＯ圧電基板５の厚さをＨとし、その裏面に図１（ｂ）に示すように弾性表面波の伝搬方向に対し傾斜角θを有する複数の、幅ｗ、深さｈの溝２０をダイシングマシン等を用いて形成し、本発明に係るトランスバーサル型ＳＡＷフィルタ素子１を構成する。ダイシングマシン等を用いて溝２０を効率よく形成するためには、溝のピッチｐが等間隔であることが望ましい。なお、圧電基板５の表面の両端には弾性表面波を吸収する吸収材３０を設けている。
図１（ａ）に示すように、ＬＢＯ圧電基板５の表面に設けたＩＤＴ電極１０、１１の間に遮蔽電極１２を形成し、圧電基板５の両端に吸収材３０を設けると共に、ＬＢＯ圧電基板５の裏面に斜めに形成する複数の溝２０の幅ｗ、ピッチｐ、深さｈを一定としたトランスバーサル型ＳＡＷフィルタ素子を試作した。初めに、ＩＤＴ電極１０、１１により励起される弾性表面波の伝搬方向と、溝２０の延在方向とのなす傾斜角θについて実験的に検討した。
【００１７】
図２（ａ）は溝２０の傾斜角θが零の場合、つまり、弾性表面波の伝搬方向と平行に複数の溝２０を形成した場合のトランスバーサル型ＳＡＷフィルタ素子１の減衰特性である。特に、通過域外高周波側の周波数領域ｆ０＋３０ＭＨｚ〜ｆ０＋５０ＭＨｚ（周波数領域αと称す）に発生する、バルク波に起因するバルク波スプリアスに注目した。弾性表面波の伝搬方向と平行に溝２０を形成した場合の周波数領域αのバルク波スプリアスの減衰量は３２ｄＢ程度である。
図２（ｂ）は、傾斜角θが９０°、つまり弾性表面波の伝搬方向と直交して溝２０を形成した場合のトランスバーサル型ＳＡＷフィルタ素子１の減衰特性である。傾斜角θが９０°である場合の、周波数領域αのバルク波スプリアスの減衰量（ｄＢ）は、３６ｄＢ程度である。図２（ｃ）は傾斜角θを４５°として溝２０を形成した場合のトランスバーサル型ＳＡＷフィルタ素子１の減衰特性である。傾斜角θが４５°の場合では、周波数領域αのバルク波スプリアスの減衰量は３７ｄＢ程度である。傾斜角４５°から角度を±１０°程変化させて試作したが、同程度の減衰量が得られた。図３は、傾斜角θが４５°の溝２０に重ねて、傾斜角θが１３５°の溝２０を形成した場合のトランスバーサル型ＳＡＷフィルタ素子１の減衰特性である。この場合は図３から明らかなように、周波数領域αのバルク波スプリアスの減衰量は３２ｄＢ程度となる。図２、図３の結果からＬＢＯ圧電基板５に形成する溝２０の傾斜角θと、周波数領域αのバルク波スプリアスの減衰量（ｄＢ）との間に緩い相関があることが分かる。また、溝２０の本数が多すぎると、周波数領域αのバルク波スプリアスの減衰量が劣化、つまり抑圧効果が減ずることも明らかとなった。
【００１８】
次に、ＬＢＯ圧電基板５の裏面に形成する溝２０の深さｈと、周波数領域αのバルク波スプリアスの減衰量（ｄＢ）との関係を調べた。図１に示す圧電基板５の厚さＨを０．３５ｍｍ、その裏面に形成した溝２０の幅ｗを０．１５ｍｍ、ピッチｐを０．５５ｍｍとし、溝２０の深さｈを０．０７ｍｍ、０．１ｍｍ、０．１３ｍｍ、０．１６ｍｍ、０．２１ｍｍと変化させたトランスバーサル型ＳＡＷフィルタ素子をそれぞれ試作し、フィルタの減衰特性を測定した結果を、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）と、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す。特に、通過域外高周波側のαで示す周波数領域に発生するバルク波スプリアスに注目した。
ＬＢＯ圧電基板の裏面に溝を設けない従来型のトランスバーサル型ＳＡＷフィルタでは、図４（ａ）に示すように周波数領域α（ｆ０＋３０ＭＨｚ〜ｆ０＋５０ＭＨｚ）に発生するバルク波スプリアスの減衰量は、２４ｄＢ程度である。溝２０の深さｈを０．０７ｍｍとした場合には、周波数領域αのバルク波スプリアスの減衰量（ｄＢ）は、図４（ｂ）に示すように３０ｄＢ程度と改善される。溝２０の深さｈを０．１ｍｍ、０．１３ｍｍ、０．１６ｍｍ、０．２１ｍｍと深くした場合は、図４（ｃ）、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように周波数領域αのバルク波スプリアスの減衰量は、３３ｄＢから３８ｄＢ程度と改善され、溝２０の深さｈを深くすることによりバルク波が抑圧されることを示している。
【００１９】
図６は、厚さ０．３５ｍｍのＬＢＯ圧電基板の裏面に、溝２０の幅ｗを０．１５ｍｍ、ピッチｐを０．５５ｍｍとし、溝２０の深さｈをパラメータにした場合の、周波数領域αにおけるバルク波スプリアスの減衰量（ｄＢ）をプロットした図である。溝２０の深さｈが増すに応じて減衰量は増大し、０．１ｍｍを越えるあたりから減衰量はほぼ一定値になることが判明した。この理由として溝２０の深さｈを深くすることによりバルク波は抑圧されるが、周波数領域αの表面波成分は抑圧されないものと推定される。
【００２０】
次に、溝２０間隔、即ちピッチｐと周波数領域αにおけるバルク波スプリアスとの関係を実験的に調べた。図７（ａ）、（ｂ）は、厚さ０．３５ｍｍのＬＢＯ圧電基板の裏面に、溝２０の幅ｗを０．１５ｍｍ、深さｈを０．１３ｍｍとし、ピッチｐを０．４５ｍｍ、０．５５ｍｍとした場合のトランスバーサル型ＳＡＷフィルタ素子の減衰特性を示した図である。図８は、溝２０の幅ｗを０．１５ｍｍ、深さｈを０．１３ｍｍとし、ピッチｐを０．３ｍｍから０．６ｍｍまで変化させた場合、トランスバーサル型ＳＡＷフィルタ素子の周波数領域αにおけるバルク波スプリアスの減衰量（ｄＢ）をプロットした図である。図８から溝２０のピッチｐを小さく、つまり溝を密に形成することが、周波数領域αのバルク波スプリアスの改善に必ずしもつながらないことが分かった。つまり、周波数領域αのバルク波スプリアスを抑圧するには、最適のピッチｐの範囲があることが判明した。
図９は、ＩＤＴ電極１０、１１によりＬＢＯ圧電基板５の表面に励起される弾性表面波の波長λで、溝２０のピッチｐを規格化した波長規格化ピッチ（ｐ／λ）と、周波数領域α（ｆ０＋３０ＭＨｚ〜ｆ０＋５０ＭＨｚ）に発生するバルク波スプリアスの減衰量（ｄＢ）との関係を示した図である。図９より波長規格化ピッチ（ｐ／λ）として３６．８以上、４４．２以下範囲の値を用いた場合に、バルク波スプリアスを３７ｄＢ〜３８ｄＢと良好に抑圧することができる。
【００２１】
次に、ＬＢＯ圧電基板（チップ）５の裏面に形成した溝２０の本数ｎと、周波数領域αに発生するバルク波スプリアスの減衰量との関係を調べた。図１０は、圧電基板（チップ）５に形成した溝２０の本数ｎと、バルク波スプリアスの減衰量（ｄＢ）との関係を示した図である。図１０より１チップ当たり４．３本以上、５．２本以下の範囲の本数ｎの溝を設けた場合に、周波数領域αに発生するバルク波スプリアスを３７ｄＢ〜３８ｄＢと良好に抑圧することができる。１チップ当たりの溝２０の本数は少なすぎても多すぎてもバルク波スプリアスの減衰量は劣化し、最適の本数の範囲があることが判明した。溝２０の本数ｎに小数が生じるのは、図１（ｂ）に示す２０ａのように溝２０が圧電基板５の下端から上端まで達する場合を１本とし、２０ｂのように上下端の何れかに達しない場合は、小数としたからである。
【００２２】
図１１は、１チップに形成した溝２０の部分の合計面積をチップの全面積で規格化した規格化溝面積と、周波数領域α（ｆ０＋３０ＭＨｚ〜ｆ０＋５０ＭＨｚ）に発生するバルク波スプリアスの減衰量（ｄＢ）との関係を示した図である。図１１から規格化溝面積は０．２５以上、０．３以下の範囲とした場合に、バルク波スプリアスを３６ｄＢ〜３７ｄＢと良好に抑圧することができる。
複数の深さｈの溝２０を形成した厚さＨのＬＢＯ圧電基板５（チップ）の平均厚さＨａｖを次のように定義する。即ち、チップに形成した溝２０の凹部と凸部とを均して平坦のチップとしたと仮定した場合、そのチップの厚さを平均厚さＨａｖとする。図１２は、チップ５の平均厚さＨａｖと、周波数領域αに発生するバルク波スプリアスの減衰量（ｄＢ）との関係を示した図である。図１２よりＬＢＯ圧電基板５（チップ）の平均厚さＨａｖを元の厚さ０．３５ｍｍに対し、０．３１１ｍｍ〜０．３１８ｍｍの範囲に設定した場合に、周波数領域αに発生するバルク波スプリアスを３８ｄＢ程度と良好に抑圧することができることが分かる。
【００２３】
厚さＨのＬＢＯ圧電基板５の裏面に深さｈの溝２０をピッチｐで形成した場合、ピッチｐを圧電基板５の板厚Ｈで規格化し、基板厚規格化ピッチをｐ／Ｈと定義する。図１３は、基板厚規格化ピッチ（ｐ／Ｈ）と、周波数領域α（ｆ０＋３０ＭＨｚ〜ｆ０＋５０ＭＨｚ）に発生するバルク波スプリアスの減衰量（ｄＢ）との関係を示した図である。基板厚規格化ピッチ（ｐ／Ｈ）が小さくても、また大きくてもバルク波スプリアスの減衰量は劣化し、基板厚規格化ピッチ（ｐ／Ｈ）が１．４３以上、１．７１以下の範囲のときに、周波数領域αに発生するバルク波スプリアスの抑圧を３７．５ｄＢ〜３８．５ｄＢと良好に抑圧することができることが分かる。
【００２４】
図１４は、トランスバーサル型ＳＡＷフィルタ素子を構成したＬＢＯ圧電基板の裏面に形成した溝のパラメータ、即ち溝の幅ｗ、深さｈ、ピッチｐ、本数ｎの相互関係を示した図である。波長規格化ピッチはｐ／λで、基板厚規格化ピッチはｐ／Ｈで、ＬＢＯ圧電基板の裏面の面積に対する溝の合計面積は、面積比と表している。
図１に示すトランスバーサル型ＳＡＷフィルタ素子１を、セラミックパッケージの凹陥部に接着剤を用いて固定し、ＩＤＴ電極１０、１１のバスバーとセラミックパッケージの端子電極と、遮蔽電極１２と接地電極とを、それぞれボンディングワイヤーにて接続し、前記セラミックパッケージの上部周縁に形成したメタライズ部に金属蓋を気密裏に溶接して、トランスバーサル型ＳＡＷフィルタを構成する。
【００２５】
従来、通過帯域外高周波側のバルク波によるスプリアスの抑圧は、ホーニング加工、ダイサーカットといった手法により基板裏面の粗面化、凹凸化することによりバルク波を抑圧したが、四硼酸リチウム基板では十分な効果が得られなかった。また、トランスバーサル型ＳＡＷフィルタに設けた２つのＩＤＴ電極のそれぞれの中心位置に対して正確に位置決めされた位置にダイサーカット加工を施す手法では、位置精度の問題と、位置決めに工数が掛かりすぎるという問題があった。本発明の特徴は、ＬＢＯ圧電基板の裏面に複数の溝を形成し、弾性表面波の伝搬方向と、溝の方向とのなす角、即ち傾斜角θについて、バルク波の抑圧に効果のある傾斜角を実験的に求めた点にある。更に、バルク波の抑圧に最適である溝のピッチｐの範囲、波長規格化ピッチ（ｐ／λ）、基板厚規格化ピッチ（ｐ／ｈ）を実験的に求めた。またバルク波の抑圧に最適である溝の深さｈの範囲、１チップ当たりの溝の本数ｎ、チップ面積に対する溝の合計面積の比、圧電基板の平均厚み等を実験的に求めた。
本発明のトランスバーサル型ＳＡＷフィルタでは、圧電基板の裏面に形成する溝の位置と、表面のＩＤＴ電極との位置との関係を精度よく決める必要はない。また、溝のピッチを等ピッチとすることで、ダイシングマシンを一度設定すればよく、溝加工が容易となり、溝加工工数が大幅に短縮されるという効果がある。
【００２６】
以上の説明では、ＬＢＯ圧電基板を用いたトランスバーサル型ＳＡＷフィルタを例に本発明を説明したが、本発明はこれに限定するものではなく、ＬＢＯ基板を用いた一端子対ＳＡＷ共振子、２端子対共振子、多重モード縦結合ＳＡＷフィルタ、多重モード横結合ＳＡＷフィルタ、ラダー型ＳＡＷフィルタについても本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係るトランスバーサル型ＳＡＷフィルタ素子の構成を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は裏面図、（ｃ）は断面図。
【図２】裏面に溝を形成したトランスバーサル型ＳＡＷフィルタの減衰特性を示す図であり、（ａ）は弾性表面波の伝搬方向と平行に溝を形成した場合の図、（ｂ）は直交して溝を形成した場合の図、（ｃ）は４５°の傾斜で溝を形成した場合の図。
【図３】裏面の溝を斜め格子で形成した場合の特性を示す図。
【図４】溝の深さｈと減衰特性の関係を示す図であり、（ａ）はｈが零の場合を示す図、（ｂ）はｈが０．０７ｍｍの場合を示す図、（ｃ）はｈが０．１ｍｍの場合を示す図。
【図５】溝の深さｈと減衰特性の関係を示す図であり、（ａ）はｈが０．１３ｍｍの場合を示す図、（ｂ）はｈが０．１６ｍｍの場合を示す図、（ｃ）はｈが０．２１ｍｍの場合を示す図。
【図６】溝の深さｈとバルク波スプリアスの減衰量との関係を示す図。
【図７】溝のピッチｐと減衰特性との関係を示す図であり、（ａ）はｐが０．４５ｍｍの場合を示す図、（ｂ）はｈが０．５５ｍｍの場合を示す図。
【図８】溝のピッチｐとバルク波スプリアスの減衰量を示す図。
【図９】波長規格化ピッチ（ｐ／λ）とバルク波スプリアスの減衰量との関係を示す図。
【図１０】溝の本数ｎとバルク波スプリアスの減衰量との関係を示す図。
【図１１】チップ面積に対する溝の合計面積と、バルク波スプリアスの減衰量との関係を示す図。
【図１２】基板の平均厚みＨａｖとバルク波スプリアスの減衰量との関係を示す図。
【図１３】基板厚規格化ピッチとバルク波スプリアスの減衰量との関係を示す図。
【図１４】ピッチｐと他の規格化パラメータとの関係を示す図。
【図１５】（ａ）は従来のトランスバーサル型ＳＡＷフィルタ素子の平面図、（ｂ）は一方向性変換器（ＳＰＵＤＴ）を示す平面図。
【図１６】従来のトランスバーサル型ＳＡＷフィルタの減衰特性を示す図。
【図１７】従来のトランスバーサル型ＳＡＷフィルタ素子の断面図。
【符号の説明】
【００２８】
１ トランスバーサル型ＳＡＷフィルタ素子、５ 圧電基板、１０、１１ ＩＤＴ電極、１２ 遮蔽電極、２０ 溝、３０ 吸収材、θ 弾性表面波に伝搬方向と溝とのなす角、ｗ 溝の幅、ｐ 溝のピッチ、Ｈ 圧電基板の厚さ、ｈ 溝の深さ、α 周波数領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
四硼酸リチウム圧電基板の表面上に少なくとも１つのＩＤＴ電極を備えた弾性表面波デバイスであって、前記圧電基板の裏面に前記ＩＤＴ電極によって励起される弾性表面波の伝搬方向に対し、傾斜角θを有する複数の溝を備え、
前記溝は、前記圧電基板の厚さＨの２９％よりも深いことを特徴とする弾性表面波デバイス。
【請求項２】
前記溝の傾斜角θが０°＜θ＜９０°の範囲内、好ましくは（４５°−１０°）＜θ＜（４５°＋１０°）の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の弾性表面波デバイス。
【請求項３】
前記複数の溝のピッチｐは、前記圧電基板のＩＤＴ電極により励起される弾性表面波の波長λの３６．８λ≦ｐ≦４４．２λの範囲内であることを特徴とする請求項１又は２に記載の弾性表面波デバイス。
【請求項４】
前記弾性表面波デバイス１チップ当たりの前記溝の平均本数が４．３本以上、５．２本以下の範囲内であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の弾性表面波デバイス。
【請求項５】
前記弾性表面波デバイス１チップの面積に対する前記溝の合計面積の比が０．２５以上、０．３０以下の範囲内であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の弾性表面波デバイス。
【請求項６】
前記複数の溝を有する四硼酸リチウム圧電基板の凹部と凸部とを均した平均厚さが、０．３１１ｍｍ以上、０．３１８ｍｍ以下の範囲内であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の弾性表面波デバイス。
【請求項７】
前記複数の溝のピッチが四硼酸リチウム圧電基板の厚さＨの１．４３Ｈ以上、１．７１Ｈ以下の範囲内であることを特徴とする請求項１又は２に記載の弾性表面波デバイス。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか一項に記載の弾性表面波デバイスがトランスバーサル型ＳＡＷフィルタ素子であることを特徴とする弾性表面波デバイス。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れか一項に記載の弾性表面波デバイスの製造方法であって、
前記溝をダイシングマシンによる等ピッチの切削加工により形成することを特徴とする弾性表面波デバイスの製造方法。
【請求項１】
四硼酸リチウム圧電基板の表面上に少なくとも１つのＩＤＴ電極を備えた弾性表面波デバイスであって、前記圧電基板の裏面に前記ＩＤＴ電極によって励起される弾性表面波の伝搬方向に対し、傾斜角θを有する複数の溝を備え、
前記溝は、前記圧電基板の厚さＨの２９％よりも深いことを特徴とする弾性表面波デバイス。
【請求項２】
前記溝の傾斜角θが０°＜θ＜９０°の範囲内、好ましくは（４５°−１０°）＜θ＜（４５°＋１０°）の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の弾性表面波デバイス。
【請求項３】
前記複数の溝のピッチｐは、前記圧電基板のＩＤＴ電極により励起される弾性表面波の波長λの３６．８λ≦ｐ≦４４．２λの範囲内であることを特徴とする請求項１又は２に記載の弾性表面波デバイス。
【請求項４】
前記弾性表面波デバイス１チップ当たりの前記溝の平均本数が４．３本以上、５．２本以下の範囲内であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の弾性表面波デバイス。
【請求項５】
前記弾性表面波デバイス１チップの面積に対する前記溝の合計面積の比が０．２５以上、０．３０以下の範囲内であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の弾性表面波デバイス。
【請求項６】
前記複数の溝を有する四硼酸リチウム圧電基板の凹部と凸部とを均した平均厚さが、０．３１１ｍｍ以上、０．３１８ｍｍ以下の範囲内であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の弾性表面波デバイス。
【請求項７】
前記複数の溝のピッチが四硼酸リチウム圧電基板の厚さＨの１．４３Ｈ以上、１．７１Ｈ以下の範囲内であることを特徴とする請求項１又は２に記載の弾性表面波デバイス。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか一項に記載の弾性表面波デバイスがトランスバーサル型ＳＡＷフィルタ素子であることを特徴とする弾性表面波デバイス。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れか一項に記載の弾性表面波デバイスの製造方法であって、
前記溝をダイシングマシンによる等ピッチの切削加工により形成することを特徴とする弾性表面波デバイスの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２００８−２８３３３６（Ｐ２００８−２８３３３６Ａ）
【公開日】平成２０年１１月２０日（２００８．１１．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１２４１９４（Ｐ２００７−１２４１９４）
【出願日】平成１９年５月９日（２００７．５．９）
【出願人】（０００００３１０４）エプソントヨコム株式会社 (1,528)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月２０日（２００８．１１．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月９日（２００７．５．９）
【出願人】（０００００３１０４）エプソントヨコム株式会社 (1,528)
【Ｆターム（参考）】
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