弾性表面波装置の周波数調整方法、弾性表面波装置および電子機器
【課題】 擬似縦型漏洩弾性表面波を利用した弾性表面波装置において、周波数調整を高精度に行える弾性表面波装置の周波数調整方法を提供する。
【解決手段】 ＩＤＴ電極２を形成した、タンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板もしくは四ホウ酸リチウム基板からなる圧電基板１の、ＩＤＴ電極２を形成した面と厚み方向に対向する面（基板裏面）１ｂをエッチングすることにより、弾性表面波装置１０ｂの周波数調整を行うものである。
【解決手段】 ＩＤＴ電極２を形成した、タンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板もしくは四ホウ酸リチウム基板からなる圧電基板１の、ＩＤＴ電極２を形成した面と厚み方向に対向する面（基板裏面）１ｂをエッチングすることにより、弾性表面波装置１０ｂの周波数調整を行うものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、擬似縦型漏洩弾性表面波を利用した弾性表面波装置の周波数調整方法、弾性表面波装置、および弾性表面波装置を備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、弾性表面波素子の共振周波数はＩＤＴ電極や反射器電極（以下、両者を合わせて電極と表現する）の実効膜厚に依存し、電極膜厚が薄くなると周波数が上がり、厚くなると周波数が下がることが知られている。この原理を利用して、従来から弾性表面波装置の周波数調整が行われている。
例えば特許文献１には、電極を削って薄くし周波数を調整する方法が開示されている。また、他の周波数調整方法としては、電極を厚くする方法に代えて、電極をマスクにして基板を削って見かけ上の電極膜厚を増す方法（例えば特許文献２）が知られている。
また、近年、通信機器の利用拡大に伴い、弾性表面波装置の高周波化や周波数調整精度の高精度化が望まれている。特に、弾性表面波装置の高周波化については、漏洩弾性表面波の理論を発展させて、基板表面での変位の殆どが縦波成分で構成され、体積波として２つの横波成分を圧電基板内部に放射しながら速い位相速度で伝搬する擬似縦型漏洩弾性表面波の利用が期待されている。特に、電気機械結合係数の大きなタンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ3）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）、四ホウ酸リチウム（Ｌｉ2Ｂ4Ｏ7）を基板材料とすることで、弾性表面波装置の高周波化が期待されている。
【０００３】
【特許文献１】特開昭６２−２７４０８１
【特許文献２】特開昭６１−９２０１１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように、従来の弾性表面波の周波数調整では、電極あるいは電極を形成した面の基板をエッチングなどの方法を用いて削ることで行っているが、エッチング量に対する周波数の変化が大きく、高精度に周波数調整を行うことが困難である。特に、擬似縦型漏洩弾性表面波を利用し高周波化を図った弾性表面波装置においては、エッチング量に対する周波数の変化がさらに大きく、周波数調整の高精度化が実用にあたっての課題となっている。
【０００５】
本発明の目的は、擬似縦型漏洩弾性表面波を利用した弾性表面波装置において、周波数調整を高精度に行える弾性表面波装置の周波数調整方法を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、この周波数調整方法で高精度に周波数調整された弾性表面波装置および弾性表面波装置を備えた電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、各発明は以下のように構成した。
第１の発明の弾性表面波装置の周波数調整方法は、タンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板もしくは四ホウ酸リチウム基板と、このタンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板もしくは四ホウ酸リチウム基板上に形成され擬似縦波型漏洩弾性表面波を励振するＩＤＴ電極とを備えた弾性表面波装置の周波数調整方法であって、周波数調整は、前記タンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板もしくは四ホウ酸リチウム基板の厚みを前記ＩＤＴ電極の形成面と厚み方向に対向する面から調整することによって行うようにしたことを特徴とする。
【０００７】
圧電基板の厚みを、ＩＤＴ電極の形成面と厚み方向に対向する面から調整することにより、圧電基板の電極あるいは電極を形成した面の基板を調整して周波数調整を行った場合と比較し、エッチング量に対する周波数変動が小さいため、精度の良い周波数調整を行うことが可能である。
【０００８】
また、第２の発明は、第１の発明の弾性表面波装置の周波数調整方法において、前記タンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板もしくは四ホウ酸リチウム基板の前記ＩＤＴ電極の形成面と厚み方向に対向する面をドライエッチングで削るようにしたことを特徴とする。
【０００９】
このようにすれば、ウェットエッチングに比べて微小量のエッチング量を制御できるドライエッチングで電極形成面と厚み方向に対向する面を削ることができ、さらに精度の良い周波数調整を行うことができる。
【００１０】
また、第３の発明は、第１および第２の発明の弾性表面波装置の周波数調整方法において、周波数調整に先立って、前記タンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板もしくは四ホウ酸リチウム基板のＩＤＴ電極形成面の基板表面および前記ＩＤＴ電極の表面のうちの少なくとも一方を削って予備周波数調整を行うようにしたことを特徴とする。
【００１１】
このようにすれば、周波数を大きく調整する必要がある場合に、最初に電極形成面の基板表面および電極の少なくとも一方を、ウェットエッチングなどで削って周波数の調整を粗く行い（予備調整）、その後に、電極形成面と対向する面からエッチングなどにより基板の厚みを調整して、精度の良い周波数調整（微調整）を行うことができる。このため、電極形成面と対向する面のみをエッチングして周波数調整をする場合に比べて、周波数調整を短時間で行うことができる。
【００１２】
第４の発明の弾性表面波装置の周波数調整方法は、タンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板もしくは四ホウ酸リチウム基板と、このタンタル酸リチウム基板、ニオブ酸リチウム基板または四ホウ酸リチウム基板上に形成され擬似縦波型漏洩弾性表面波を励振するＩＤＴ電極とを備え、前記タンタル酸リチウム基板、ニオブ酸リチウム基板または四ホウ酸リチウム基板を収容容器内に収容させた弾性表面波装置を、エッチングガスを導入するチャンバ内に配置させ、前記弾性表面波装置の入出力特性の測定を行いながら、所望の周波数が得られるまで前記タンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板もしくは四ホウ酸リチウム基板の前記ＩＤＴ電極の形成面と厚み方向に対向する面のエッチングを行い、周波数調整をするようにしたことを特徴とする。
【００１３】
このようにすれば、ＩＤＴ電極が形成された圧電基板をパッケージにマウントした後に、圧電基板の電極形成面と対向する面をエッチングすることが可能となり、弾性表面波装置の周波数を精度よく調整することができる。
【００１４】
また、第５の発明は、第４の発明の弾性表面波装置の周波数調整方法において、周波数調整に先立って、前記タンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板もしくは四ホウ酸リチウム基板のＩＤＴ電極形成面の基板表面および前記ＩＤＴ電極の表面のうちの少なくとも一方を削って予備周波数調整を行うようにしたことを特徴とする。
【００１５】
このようにすれば、周波数を大きく調整する必要がある場合に、最初に電極形成面の基板表面および電極の少なくとも一方を、ウェットエッチングなどで削って周波数の調整を粗く行い（予備周波数調整）、その後に、電極形成面と対向する面をエッチングして、精度の良い周波数調整（微調整）を行うことができる。このため、電極形成面と対向する面のみをエッチングして周波数調整をする場合に比べて、周波数調整を短時間で行うことができる。
【００１６】
第６の発明の弾性表面波装置は、上記第１から第５の発明の周波数調整方法で周波数調整されたことを特徴とする。
【００１７】
このようにすれば、擬似縦型漏洩弾性表面波を利用し、精度良く周波数が調整された弾性表面波装置を提供できる。
【００１８】
第７の発明の電子機器は、弾性表面波装置をフィルタや共振子などとして含む電子機器であって、前記弾性表面波装置は、上記第１から第５の発明の周波数調整方法で周波数調整された弾性表面波装置を備えていることを特徴とする。
【００１９】
この構成の電子機器は、精度良く周波数調整された弾性表面波装置を備えており、良好な性能を持った電子機器を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について図面に従って説明する。
【００２１】
（第１の実施形態）
図１（ａ）は、本実施形態に係る弾性表面波素子の概略構成を示す斜視図、図１（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
弾性表面波装置としての弾性表面波素子１０ａは、タンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板もしくは四ホウ酸リチウム基板を含む圧電基板１と、この圧電基板１の表面上に形成されたＩＤＴ電極２および反射器電極３ａ、３ｂを備えている。
図１において、ｔは圧電基板１の厚み、ＰはＩＤＴ電極２のピッチ、λはＩＤＴ波長、ｈはＩＤＴ電極２および反射器電極３ａ、３ｂの厚みである。
圧電基板１は、擬似縦型漏洩弾性表面波が励振されるように、それぞれの圧電材料に応じた切り出し角で切り出され、また、厚みｔは所定の厚さに調整されている。
【００２２】
ＩＤＴ電極２および反射器電極３ａ、３ｂは、アルミニウムを主成分とする金属からなり、圧電基板１上に形成されている。このＩＤＴ電極２は、駆動電圧の供給により擬似縦型漏洩弾性表面波を励振し、所定の周波数の振動を出力する機能を有している。反射器電極３ａ、３ｂは、ＩＤＴ電極２を挟むように形成され、ＩＤＴ電極２により励振された擬似縦型漏洩弾性表面波を、外部に向かって伝搬するのを反射し、ＩＤＴ電極２に表面波エネルギーを閉じ込める機能を有している。
【００２３】
図２は、上述した弾性表面波素子１０ａを収容容器に収容した弾性表面波装置の概略断面である。
弾性表面波装置１０ｂは、収容容器１４と弾性表面波素子１０ａを備えている。セラミックスなどで形成された収容容器１４は、一面が開放されて凹部が設けられている。この凹部に、圧電基板１からなる弾性表面波素子１０ａをＩＤＴ電極２が下を向くようにし金バンプ１３を介して収容容器１４内にマウントさせ、電気的接続と機械的接続を同時に果たしている。この、弾性表面波装置１０ｂでは、この状態で圧電基板１の電極形成面と対向する面１ｂをエッチングし、目標の中心周波数となるように圧電基板１の厚みｔが調整される。
そして、図３に示すように、収容容器１４の上面には蓋体１５が、内部を真空雰囲気あるいは不活性ガス雰囲気に保持して封止され、パッケージされた弾性表面波装置１０ｃとなる。
【００２４】
次に、本実施形態における弾性表面波装置の周波数調整方法の説明に先立って、周波数調整の原理について説明する。
一般に、弾性表面波装置の周波数はＩＤＴ電極や反射器電極（以下、両者を合わせて電極と表現する）の実効膜厚に依存し、電極膜厚が薄くなると周波数が上がり、厚くなると周波数が下がる。この原理を利用して、実用的には、電極をエッチングして周波数を上げる方法や、電極を厚くする方法に代えて、電極をマスクにして基板を削って見かけ上の電極膜厚を増し、周波数を下げる方法で弾性表面波素子の周波数調整が行われている。
また、擬似縦波型漏洩弾性表面波を利用した弾性表面波装置の場合には、この擬似縦波型漏洩弾性表面波が弾性体（圧電体）の深さ（厚み）方向にエネルギーを放射しながら伝搬する弾性表面波であるため、基板厚みを調整することにより中心周波数を変化させることが可能である。つまり、電極を形成した面の厚み方向に対向する面をエッチングして、基板厚さを薄くすることにより、周波数を上げることができる。
【００２５】
図４は擬似縦波型漏洩弾性表面波を利用した弾性表面波装置の各周波数調整方法における、エッチング量と周波数の変動を示す概略説明図である。
電極の表面をエッチングして電極膜厚を薄くした場合には、一点鎖線で示すように電極のエッチング量に対して、周波数の変動量は大きく、周波数は上がる方向に変化する。また、電極をマスクにして圧電基板をエッチングした場合には、破線で示すように、圧電基板のエッチング量に対して、周波数の変動量は大きく、周波数は下がる方向に変化する。これらに対して、電極を形成した面に対向する基板面をエッチングした場合には、実線で示すように圧電基板のエッチング量に対して周波数の変動量は小さく、周波数が上がる方向に変化する。このことは、精度の良い周波数調整に適し、特に周波数が高く、ＩＤＴ波長の短い弾性表面波装置の周波数調整に適しているのがわかる。
【００２６】
図５は圧電基板としてタンタル酸リチウム基板、ニオブ酸リチウム基板または四ホウ酸リチウム基板を用い、ＩＤＴ電極や反射器電極を形成した面に対向する基板面（基板裏面）をエッチングした場合の、エッチング量と周波数変動量の関係を示すグラフである。
このように、上述したそれぞれの基板材料を用いた場合に、基板裏面のエッチング量に対して周波数変動量が小さく、高精度の周波数調整が可能である。
そこで、本発明に係る弾性表面波装置の周波数調整方法は、上記の点に着目し、圧電基板裏面をエッチングすることにより、精度の良い周波数調整ができるようにしたものである。
【００２７】
この圧電基板裏面をエッチングする方法としては、ウェットエッチングでもドライエッチングでも良いが、微小量のエッチング量の制御が可能であるドライエッチングが好適である。
以下、本実施形態に用いられるエッチング装置（周波数調整装置）について、説明をする。図６はエッチング装置の概略構成図である。
エッチング装置４０は、チャンバ４１を有しており、チャンバ４１内を排気およびチャンバ４１内にガスを導入できるように構成されている。また、このチャンバ４１内に上部電極４２ａおよび下部電極４２ｂが配置されている。上部電極４２ａは接地され、下部電極４２ｂはコンデンサ４３を介してＲＦ電源（高周波電源）４４に接続されている。下部電極４２ｂ上には支持台４５が設けられ、その支持台４５の上に、収容容器に弾性表面波素子をマウントした弾性表面波装置１０ｂを載置できるようになっている。
【００２８】
また、支持台４５には、弾性表面波装置１０ｂから発生する擬似縦波型漏洩弾性表面波の周波数を測定するための測定端子４７が設けられている。この測定端子４７は、電気ケーブル４８を介して周波数測定計４９に接続されている。
周波数測定計４９は、その測定した中心周波数をＲＦ電源制御部４６に供給するようになっている。ＲＦ電源制御部４６は、その供給される測定中心周波数と目標値を比較してＲＦ電源４４の動作などを制御するようになっている。
【００２９】
このエッチング装置４０を用いて弾性表面波装置１０ｂの周波数調整を行う場合には、図２に示すように、圧電基板１のＩＤＴ電極２の形成面と対向する面（基板裏面１ｂ）を上にマウントされた弾性表面波装置１０ｂを支持台４５上に載せる。
次に、周波数測定計４９により、弾性表面波装置１０ｂの中心周波数の測定を開始する。そこで、チャンバ４１内を排気しつつ、エッチングガスをチャンバ４１内に導入して所定の減圧下でプラズマを発生させる。
【００３０】
このとき、ＲＦ電源４４により、上部電極４２ａと下部電極４２ｂとの間に高周波電圧が印加されているため、プラズマ中で生成したイオンが電界で加速され、圧電基板１の裏面１ｂのエッチングが行われる。これにより、そのエッチングにより測定される中心周波数が変化し目標値に近づいていく。
このエッチング中は、周波数測定計４９は、弾性表面波装置１０ｂの中心周波数の測定を行い、その測定値をＲＦ電源制御部４６に供給する。ＲＦ電源制御部４６は、その測定値が予め設定されている目標値と比較し、目標値になるとＲＦ電源４４の動作を停止させる。これにより上記のエッチングが停止し、周波数調整が終了する。
【００３１】
このようなエッチング装置４０を用いた弾性表面波装置の周波数調整方法について、図７のフローチャートを参照しながら説明をする。
まず、ステップＳ１で圧電基板１上に形成されたＩＤＴ電極２の厚みｈを、目標の厚みよりもわずかに厚めであって、中心周波数が目標値よりわずかに低めとなるように設定しておく。次に、弾性表面波装置１０ｂをエッチング装置４０のチャンバ４１内に設置してＩＤＴ電極２に電圧を印加させて中心周波数の測定（入出力測定）を開始する（ステップＳ２）。そして、ステップＳ３に進み、圧電基板１の基板裏面１ｂのエッチングが行われる。すると、そのエッチングにより測定される中心周波数が徐々に上がって目標値に近づいていく。次のステップＳ４では中心周波数が目標値でなければステップＳ３に戻りエッチングを継続し、目標値になればステップＳ５に進みエッチングを停止する。つまり、エッチングしながら中心周波数の測定を繰り返し、目標値になるまでエッチングを継続する。
【００３２】
以上のような周波数調整方法によれば、エッチング量に対して周波数の変動量が小さい圧電基板１の基板裏面１ｂをエッチングすることにより、中心周波数を精度良く目標値に調整することができる。
このように、周波数調整をドライエッチングにより圧電基板１の基板裏面１ｂについて行うことができるので、圧電基板１の表面をプラズマなどでエッチングする場合に問題となる残留アルミニウムに起因した調整後の周波数変動を防止することができる。
また、圧電基板１に形成される電極を一切侵すことなく周波数調整を行うことができるので、中心周波数の経年変化が少なく、長期的に安定に動作する弾性表面波装置を実現できる。
【００３３】
次に、他の周波数調整方法について図８を参照しながら説明をする。
この方法は、弾性表面波装置の圧電基板上に形成されるＩＤＴ電極の厚みなどに製造上の大きなバラツキがあり、精度よく周波数調整を必要とする場合に有用な方法である。
まず、ＩＤＴ電極２に電圧を印加させて中心周波数の測定を開始する（ステップＳ１１）。次に、その測定中心周波数が目標値以下または目標値以上であるかを判定する（ステップＳ１２）。
【００３４】
この判定の結果、測定中心周波数が目標値以下の場合にはステップＳ１３に進み、測定中心周波数が目標値以上の場合にはステップＳ１９に進む。なお、測定中心周波数が目標値に一致する場合には、周波数の調整が不要であるので、その調整を終了する。
ステップＳ１３では、ＩＤＴ電極２の表面のエッチング、例えばウェットエッチングで測定周波数を確認しながら行う。すると、そのエッチングにより測定される中心周波数が短時間に上がっていく。そして、その測定中心周波数が、中心周波数の目標値よりもわずかに低く設定されている「仮の目標値」になるまで、そのエッチングを継続し（ステップＳ１３、Ｓ１４）、それが「仮の目標値」になった時点でそのエッチングを停止する（ステップＳ１５）。以上のステップＳ１３、Ｓ１４の処理は、周波数の粗調整（予備周波数調整）となる。
【００３５】
次に、圧電基板１の基板裏面１ｂのエッチングを、エッチング装置４０を用いて行う。このエッチングでは、測定周波数を確認しながら行う（ステップＳ１６）。すると、そのエッチングにより測定される中心周波数が徐々に上がって目標値に近づいていく。そして、中心周波数が目標値になるまでそのエッチングを継続し（ステップＳ１６、Ｓ１７）、それが目標値になった時点でエッチングを停止する（ステップＳ１８）。以上のステップＳ１６、Ｓ１７の処理は、周波数の微調整となる。
【００３６】
一方、ステップＳ１９では、圧電基板１のＩＤＴ電極形成面の基板表面をエッチング（例えば、ウェットエッチング）する。このエッチングでは測定周波数を確認しながら行う。すると、そのエッチングにより測定される中心周波数が短時間に下がっていく。そして、その測定中心周波数が、中心周波数の目標値よりわずかに低く設定されている「仮の目標値」になるまで、そのエッチングを継続し（ステップＳ１９、Ｓ２０）、それが「仮の目標値」になった時点でそのエッチングを停止する（ステップＳ２１）。以上のステップＳ１９、Ｓ２０の処理は、周波数の粗調整（予備周波数調整）となる。
【００３７】
次に、圧電基板１の基板裏面１ｂのエッチングを、エッチング装置４０を用いて行う。このエッチングでは、測定周波数を確認しながら行う（ステップＳ２２）。すると、そのエッチングにより測定される中心周波数が徐々に上がって目標値に近づいていく。そして、中心周波数が目標値になるまでそのエッチングを継続し（ステップＳ２２、Ｓ２３）、それが目標値になった時点でエッチングを停止する（ステップＳ２４）。以上のステップＳ２２、Ｓ２３の処理は、周波数の微調整となる。
【００３８】
このような周波数調整方法によれば、中心周波数の目標値にバラツキがある場合でも、圧電基板１の表面またはＩＤＴ電極２の表面のエッチングにより周波数の粗調整を短時間で行い、その後、圧電基板１の基板裏面１ｂのエッチングにより周波数の微調整を行うことにより、全体として短時間で精度の良い周波数調整ができる。
また、特に周波数調整の前の中心周波数が目標値より高い場合には、基板裏面１ｂのエッチングでは、中心周波数が上がる方向の調整であるため、周波数の調整ができない。このときには、圧電基板１の基板表面をエッチングすることで、中心周波数を目標値以下に下げ、その後、基板裏面１ｂのエッチングで中心周波数を上げて、中心周波数を目標値に調整することができる。このように、上記の周波数調整方法では、圧電基板１の基板表面のエッチングと圧電基板１の基板裏面のエッチングを組み合わせることで、周波数調整の前の中心周波数が目標値より高い場合であっても調整ができ、その結果、歩留まりの良い周波数調整方法を得ることができる。
【００３９】
さらに、周波数の粗調整をウェットエッチングによりＩＤＴ電極２の表面あるいは圧電基板１の表面について行い、微調整をドライエッチングにより圧電基板１の基板裏面１ｂについて行うことができるので、圧電基板１の表面をプラズマなどでエッチングする場合に問題となる残留アルミニウムに起因した調整後の周波数変動を防止することができる。このことから、圧電基板１に形成される電極を一切侵すことなく周波数調整を行うことができるので、中心周波数の経年変化が少なく、長期的に安定に動作する弾性表面波装置を実現できる。
【００４０】
なお、上記の例では、圧電基板１の表面のエッチング（ステップＳ１９、Ｓ２０）またはＩＤＴ電極２の表面のエッチング（ステップＳ１３、Ｓ１４）により周波数の粗調整を行い、その後、圧電基板１の基板裏面１ｂのエッチングにより周波数の微調整を行うようにしたが、以下のような調整方法も可能である。
すなわち、ステップＳ１１の周波数測定の結果、その中心周波数が「仮の目標値」の許容範囲内の場合には、直ちに圧電基板１の基板裏面１ｂのエッチング処理（ステップＳ１６またはステップＳ２２）に移行するようにする。
【００４１】
また、必要に応じて、まずＩＤＴ電極２の表面のエッチングを行い、次に圧電基板１の表面のエッチングを行い、最後に圧電基板１の基板裏面１ｂのエッチングを行い、中心周波数が目標値になるように調整しても良い。
【００４２】
なお、上記実施形態では、弾性表面波素子１０ｂを収容容器にマウントした状態で周波数調整の説明をしたが、図１に示す弾性表面波素子１０ａの状態で同様に周波数調整を行うこともできる。このとき、弾性表面波素子１０ａの中心周波数が目標値になるように調整し、その後、収容容器にマウントして収容容器を封止しても良い。また、弾性表面波素子１０ａの状態で周波数の粗調整（予備周波数調整）を行い、その後、収容容器にマウントして、目標値までの周波数の微調整を行っても良い。（本発明の周波数調整方法が適用される弾性表面波装置の形態）
【００４３】
図９は本発明の周波数調整方法が適用される弾性表面波装置１０ｄの断面図である。
弾性表面波装置１０ｄは、ＩＤＴ電極２２などが形成された圧電基板２１を、ＩＤＴ電極２２が上を向くようにして、接着剤２４を介してセラミックなどで形成された収容容器２６内に接着されている。また、圧電基板２１上の電極は、ボンデングワイヤ２５を介して収容容器２６の電極と接続されている。
【００４４】
圧電基板２１の裏面側の外周部に沿って補強部２８が設けられ、この補強部２８により圧電基板２１の裏面側に凹部２３が形成されている。この凹部２３は、少なくとも圧電基板２１上のＩＤＴ電極２２の形成範囲に対応するように、形成されている。この凹部２３における圧電基板２１の厚みｔを、エッチングにより調整し、目標の中心周波数に調整するようにしている。
【００４５】
この周波数調整のために、収容容器２６の底部には、圧電基板２１の凹部２３に対応するように開口部２７が設けられている。そして、圧電基板２１を収容容器２６に接着後、この開口部２７を介して水晶基板２１の裏面をエッチングすることにより、凹部２３の圧電基板２１の厚みｔを調整することができる。そして、周波数調整後には、開口部２７が塞がれるとともに、収容容器２６は封止される。
【００４６】
このような弾性表面波装置１０ｄによれば、圧電基板２１のＩＤＴ電極２２の形成面が上を向くようにマウントできるため、ワイヤーボンディングを用いて回路接続を行うことが可能となるとともに、目標の周波数に精度良く調整することができる。
【００４７】
図１０は本発明の周波数調整方法が適用される弾性表面波装置１０ｅの断面図である。
この弾性表面波装置１０ｅは、駆動回路や増幅回路などを備えたＩＣチップ５１を、金バンプ５２を介して収容容器５３内の底部に接続させ、電気的な接続と機械的な接続とを同時に行うようになっている。ＩＣチップ５１上には、圧電基板５８が、ＩＤＴ電極５９が下を向くようにして、金バンプ５４により接続され、ＩＣチップ５１とＩＤＴ電極５９が電気的に接続されるように構成されている。このように、ＩＣチップ５１は、圧電基板５８により覆われた状態になっている。
【００４８】
このような構成からなる弾性表面波装置１０ｅでは、圧電基板５８の電極形成面と対向する面５８ｂがエッチングされ、目標の中心周波数となるように圧電基板５８の厚みｔが調整される。そして、周波数の調整後には、セラミックパッケージ５３は封止される。
【００４９】
この弾性表面波装置１０ｅでは、圧電基板５８でＩＣチップ５１を覆うように配置したので、周波数調整におけるプラズマエッチング時に、圧電基板５８でＩＣチップ５１を保護した状態となり、プラズマによるＩＣチップ５１へのダメージを防止できる。
【００５０】
図１１は本発明の周波数調整方法が適用される弾性表面波装置１０ｆの断面図である。
この弾性表面波装置１０ｆは、収容容器６１内の底部に凹部６２が設けられ、この凹部６２内にＩＣチップ６３を収容させるとともに、そのＩＣチップ６３を、金バンプ６４を介して凹部６２内の底部に接続させ、電気的な接続と機械的な接続とを同時に行うようになっている。
凹部６２の開口部の周囲にはマウント部６５が形成され、そのマウント部６５で囲まれた部分に、圧電基板６８のＩＤＴ電極６９が下を向くようにして嵌め込まれるようになっている。そして、この状態で、圧電基板６８は、凹部６２の開口部の周縁に封止材６６により接合されるとともに、ＩＣチップ６３とは金バンプ６７を介して接続されている。従って、ＩＣチップ６３は凹部６２内に収容されるとともに、その凹部６２内は密封された状態になる。
【００５１】
このような構成からなる弾性表面波装置１０ｆでは、圧電基板６８の電極形成面と対向する面６８ｂがエッチングされ、目標の中心周波数となるように圧電基板６８の厚みｔが調整される。そして、周波数の調整後には、収容容器６１は封止される。
【００５２】
この弾性表面波装置１０ｆでは、ＩＣチップ６３を凹部６２内に密封するようにしたので、周波数調整におけるプラズマエッチング時に、圧電基板６８でＩＣチップ６３を保護した状態となり、プラズマによるＩＣチップ６３へのダメージを防止できる。
【００５３】
図１２は本発明の周波数調整方法が適用される弾性表面波装置１０ｇの断面図である。この弾性表面波装置１０ｇは、収容容器７１内の底部に凹部７２が設けられ、この凹部７２内にＩＣチップ７３を収容させるとともに、そのＩＣチップ７３を、金バンプ７４を介して凹部７２内の底部に接続させ、電気的な接続と機械的な接続とを同時に行うようになっている。
【００５４】
凹部７２の開口部周囲の一部（この例では、その周囲の一端側）にはマウント部７５が設けられ、圧電基板７８は、ＩＤＴ電極７９が下を向くようにして、その少なくとも一辺がそのマウント部７５に支持されるようになっている。そして、この状態で、圧電基板７８の少なくとも一辺が、凹部７２の開口部の周縁に導電性接着剤７６により接着固定されている。さらに、圧電基板７８とＩＣチップ７３とは、収容容器７１に設けたスルーホール７７を介して電気的に接続させるようにした。
従って、圧電基板７８は、凹部７２を塞ぐ状態になるので、凹部７２内のＩＣチップ７３は、圧電基板７８により覆われた状態になる。
【００５５】
このような構成からなる弾性表面波装置１０ｇでは、圧電基板７８の電極形成面と対向する面７８ｂがエッチングされ、目標の中心周波数となるように圧電基板７８の厚みｔが調整されている。そして、周波数の調整後には、収容容器７１は封止される。
【００５６】
この弾性表面波装置１０ｇでは、圧電基板７８によりＩＣチップ７３を覆うようにしたので、上記のプラズマエッチング時に、圧電基板７８によってＩＣチップ７３が保護された状態となり、プラズマによるＩＣチップ７３へのダメージを防止できる。
【００５７】
（第２の実施形態）
次に本発明の弾性表面波装置の実施形態について説明する。
この実施形態に係る弾性表面波装置は、図１、図３、図９〜図１２に示すように、上記のような周波数調整方法により調整されている。
この弾性表面波装置によれば、擬似縦型漏洩弾性表面波を利用し、精度良く周波数が調整された弾性表面波装置を提供できる。
【００５８】
（第３の実施形態）
次に本発明の電子機器の実施形態について説明する。
図１３は電子機器の構成を示す構成図である。電子機器８０には、上記のような周波数調整方法により調整された弾性表面波装置９０を備えている。この実施形態に係る電子機器としては、例えば、携帯電話やキーレスエントリーシステムなどが挙げられる。
携帯電話の場合には、図１、図３、図９に示すような弾性表面波装置を携帯電話の周波数選別フィルタとして用いるようにした。また、キーレスエントリーシステムの場合には、弾性表面波装置を、図１０〜図１２に示すような発振器の共振子として用いるようにした。
【００５９】
このように、この実施形態の電子機器は、擬似縦型漏洩弾性表面波を利用した弾性表面波装置をフィルタや共振子、あるいは発振器として含んだものである。
このような構成からなる電子機器は、精度良く周波数調整された弾性表面波装置を備えており、良好な性能を持った電子機器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施形態に係る弾性表面波素子の概略構成図。
【図２】本発明の周波数調整方法が適用される弾性表面波装置の断面図。
【図３】パッケージされた弾性表面波装置の断面図。
【図４】周波数調整方法によるエッチング量と周波数変動の関係を示すグラフ。
【図５】基板材料による基板のエッチング量と周波数変動の関係を示すグラフ。
【図６】本実施形態のエッチング装置の概略構成図。
【図７】本実施形態の周波数調整方法の手順を説明するフローチャート。
【図８】本実施形態の周波数調整方法の手順を説明するフローチャート。
【図９】本発明の周波数調整方法が適用される他の弾性表面波装置の断面図。
【図１０】本発明の周波数調整方法が適用される他の弾性表面波装置の断面図。
【図１１】本発明の周波数調整方法が適用される他の弾性表面波装置の断面図。
【図１２】本発明の周波数調整方法が適用される他の弾性表面波装置の断面図。
【図１３】本実施形態の電子機器の構成図。
【符号の説明】
【００６１】
１…圧電基板、２…ＩＤＴ電極、３ａ、３ｂ…反射器電極、１０ａ…弾性表面波装置としての弾性表面波素子、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ、１０ｇ…弾性表面波装置、４０…エッチング装置、８０…電子機器、ｔ…圧電基板の厚み、ｈ…電極の厚み。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、擬似縦型漏洩弾性表面波を利用した弾性表面波装置の周波数調整方法、弾性表面波装置、および弾性表面波装置を備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、弾性表面波素子の共振周波数はＩＤＴ電極や反射器電極（以下、両者を合わせて電極と表現する）の実効膜厚に依存し、電極膜厚が薄くなると周波数が上がり、厚くなると周波数が下がることが知られている。この原理を利用して、従来から弾性表面波装置の周波数調整が行われている。
例えば特許文献１には、電極を削って薄くし周波数を調整する方法が開示されている。また、他の周波数調整方法としては、電極を厚くする方法に代えて、電極をマスクにして基板を削って見かけ上の電極膜厚を増す方法（例えば特許文献２）が知られている。
また、近年、通信機器の利用拡大に伴い、弾性表面波装置の高周波化や周波数調整精度の高精度化が望まれている。特に、弾性表面波装置の高周波化については、漏洩弾性表面波の理論を発展させて、基板表面での変位の殆どが縦波成分で構成され、体積波として２つの横波成分を圧電基板内部に放射しながら速い位相速度で伝搬する擬似縦型漏洩弾性表面波の利用が期待されている。特に、電気機械結合係数の大きなタンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ3）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）、四ホウ酸リチウム（Ｌｉ2Ｂ4Ｏ7）を基板材料とすることで、弾性表面波装置の高周波化が期待されている。
【０００３】
【特許文献１】特開昭６２−２７４０８１
【特許文献２】特開昭６１−９２０１１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように、従来の弾性表面波の周波数調整では、電極あるいは電極を形成した面の基板をエッチングなどの方法を用いて削ることで行っているが、エッチング量に対する周波数の変化が大きく、高精度に周波数調整を行うことが困難である。特に、擬似縦型漏洩弾性表面波を利用し高周波化を図った弾性表面波装置においては、エッチング量に対する周波数の変化がさらに大きく、周波数調整の高精度化が実用にあたっての課題となっている。
【０００５】
本発明の目的は、擬似縦型漏洩弾性表面波を利用した弾性表面波装置において、周波数調整を高精度に行える弾性表面波装置の周波数調整方法を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、この周波数調整方法で高精度に周波数調整された弾性表面波装置および弾性表面波装置を備えた電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、各発明は以下のように構成した。
第１の発明の弾性表面波装置の周波数調整方法は、タンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板もしくは四ホウ酸リチウム基板と、このタンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板もしくは四ホウ酸リチウム基板上に形成され擬似縦波型漏洩弾性表面波を励振するＩＤＴ電極とを備えた弾性表面波装置の周波数調整方法であって、周波数調整は、前記タンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板もしくは四ホウ酸リチウム基板の厚みを前記ＩＤＴ電極の形成面と厚み方向に対向する面から調整することによって行うようにしたことを特徴とする。
【０００７】
圧電基板の厚みを、ＩＤＴ電極の形成面と厚み方向に対向する面から調整することにより、圧電基板の電極あるいは電極を形成した面の基板を調整して周波数調整を行った場合と比較し、エッチング量に対する周波数変動が小さいため、精度の良い周波数調整を行うことが可能である。
【０００８】
また、第２の発明は、第１の発明の弾性表面波装置の周波数調整方法において、前記タンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板もしくは四ホウ酸リチウム基板の前記ＩＤＴ電極の形成面と厚み方向に対向する面をドライエッチングで削るようにしたことを特徴とする。
【０００９】
このようにすれば、ウェットエッチングに比べて微小量のエッチング量を制御できるドライエッチングで電極形成面と厚み方向に対向する面を削ることができ、さらに精度の良い周波数調整を行うことができる。
【００１０】
また、第３の発明は、第１および第２の発明の弾性表面波装置の周波数調整方法において、周波数調整に先立って、前記タンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板もしくは四ホウ酸リチウム基板のＩＤＴ電極形成面の基板表面および前記ＩＤＴ電極の表面のうちの少なくとも一方を削って予備周波数調整を行うようにしたことを特徴とする。
【００１１】
このようにすれば、周波数を大きく調整する必要がある場合に、最初に電極形成面の基板表面および電極の少なくとも一方を、ウェットエッチングなどで削って周波数の調整を粗く行い（予備調整）、その後に、電極形成面と対向する面からエッチングなどにより基板の厚みを調整して、精度の良い周波数調整（微調整）を行うことができる。このため、電極形成面と対向する面のみをエッチングして周波数調整をする場合に比べて、周波数調整を短時間で行うことができる。
【００１２】
第４の発明の弾性表面波装置の周波数調整方法は、タンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板もしくは四ホウ酸リチウム基板と、このタンタル酸リチウム基板、ニオブ酸リチウム基板または四ホウ酸リチウム基板上に形成され擬似縦波型漏洩弾性表面波を励振するＩＤＴ電極とを備え、前記タンタル酸リチウム基板、ニオブ酸リチウム基板または四ホウ酸リチウム基板を収容容器内に収容させた弾性表面波装置を、エッチングガスを導入するチャンバ内に配置させ、前記弾性表面波装置の入出力特性の測定を行いながら、所望の周波数が得られるまで前記タンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板もしくは四ホウ酸リチウム基板の前記ＩＤＴ電極の形成面と厚み方向に対向する面のエッチングを行い、周波数調整をするようにしたことを特徴とする。
【００１３】
このようにすれば、ＩＤＴ電極が形成された圧電基板をパッケージにマウントした後に、圧電基板の電極形成面と対向する面をエッチングすることが可能となり、弾性表面波装置の周波数を精度よく調整することができる。
【００１４】
また、第５の発明は、第４の発明の弾性表面波装置の周波数調整方法において、周波数調整に先立って、前記タンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板もしくは四ホウ酸リチウム基板のＩＤＴ電極形成面の基板表面および前記ＩＤＴ電極の表面のうちの少なくとも一方を削って予備周波数調整を行うようにしたことを特徴とする。
【００１５】
このようにすれば、周波数を大きく調整する必要がある場合に、最初に電極形成面の基板表面および電極の少なくとも一方を、ウェットエッチングなどで削って周波数の調整を粗く行い（予備周波数調整）、その後に、電極形成面と対向する面をエッチングして、精度の良い周波数調整（微調整）を行うことができる。このため、電極形成面と対向する面のみをエッチングして周波数調整をする場合に比べて、周波数調整を短時間で行うことができる。
【００１６】
第６の発明の弾性表面波装置は、上記第１から第５の発明の周波数調整方法で周波数調整されたことを特徴とする。
【００１７】
このようにすれば、擬似縦型漏洩弾性表面波を利用し、精度良く周波数が調整された弾性表面波装置を提供できる。
【００１８】
第７の発明の電子機器は、弾性表面波装置をフィルタや共振子などとして含む電子機器であって、前記弾性表面波装置は、上記第１から第５の発明の周波数調整方法で周波数調整された弾性表面波装置を備えていることを特徴とする。
【００１９】
この構成の電子機器は、精度良く周波数調整された弾性表面波装置を備えており、良好な性能を持った電子機器を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について図面に従って説明する。
【００２１】
（第１の実施形態）
図１（ａ）は、本実施形態に係る弾性表面波素子の概略構成を示す斜視図、図１（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
弾性表面波装置としての弾性表面波素子１０ａは、タンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板もしくは四ホウ酸リチウム基板を含む圧電基板１と、この圧電基板１の表面上に形成されたＩＤＴ電極２および反射器電極３ａ、３ｂを備えている。
図１において、ｔは圧電基板１の厚み、ＰはＩＤＴ電極２のピッチ、λはＩＤＴ波長、ｈはＩＤＴ電極２および反射器電極３ａ、３ｂの厚みである。
圧電基板１は、擬似縦型漏洩弾性表面波が励振されるように、それぞれの圧電材料に応じた切り出し角で切り出され、また、厚みｔは所定の厚さに調整されている。
【００２２】
ＩＤＴ電極２および反射器電極３ａ、３ｂは、アルミニウムを主成分とする金属からなり、圧電基板１上に形成されている。このＩＤＴ電極２は、駆動電圧の供給により擬似縦型漏洩弾性表面波を励振し、所定の周波数の振動を出力する機能を有している。反射器電極３ａ、３ｂは、ＩＤＴ電極２を挟むように形成され、ＩＤＴ電極２により励振された擬似縦型漏洩弾性表面波を、外部に向かって伝搬するのを反射し、ＩＤＴ電極２に表面波エネルギーを閉じ込める機能を有している。
【００２３】
図２は、上述した弾性表面波素子１０ａを収容容器に収容した弾性表面波装置の概略断面である。
弾性表面波装置１０ｂは、収容容器１４と弾性表面波素子１０ａを備えている。セラミックスなどで形成された収容容器１４は、一面が開放されて凹部が設けられている。この凹部に、圧電基板１からなる弾性表面波素子１０ａをＩＤＴ電極２が下を向くようにし金バンプ１３を介して収容容器１４内にマウントさせ、電気的接続と機械的接続を同時に果たしている。この、弾性表面波装置１０ｂでは、この状態で圧電基板１の電極形成面と対向する面１ｂをエッチングし、目標の中心周波数となるように圧電基板１の厚みｔが調整される。
そして、図３に示すように、収容容器１４の上面には蓋体１５が、内部を真空雰囲気あるいは不活性ガス雰囲気に保持して封止され、パッケージされた弾性表面波装置１０ｃとなる。
【００２４】
次に、本実施形態における弾性表面波装置の周波数調整方法の説明に先立って、周波数調整の原理について説明する。
一般に、弾性表面波装置の周波数はＩＤＴ電極や反射器電極（以下、両者を合わせて電極と表現する）の実効膜厚に依存し、電極膜厚が薄くなると周波数が上がり、厚くなると周波数が下がる。この原理を利用して、実用的には、電極をエッチングして周波数を上げる方法や、電極を厚くする方法に代えて、電極をマスクにして基板を削って見かけ上の電極膜厚を増し、周波数を下げる方法で弾性表面波素子の周波数調整が行われている。
また、擬似縦波型漏洩弾性表面波を利用した弾性表面波装置の場合には、この擬似縦波型漏洩弾性表面波が弾性体（圧電体）の深さ（厚み）方向にエネルギーを放射しながら伝搬する弾性表面波であるため、基板厚みを調整することにより中心周波数を変化させることが可能である。つまり、電極を形成した面の厚み方向に対向する面をエッチングして、基板厚さを薄くすることにより、周波数を上げることができる。
【００２５】
図４は擬似縦波型漏洩弾性表面波を利用した弾性表面波装置の各周波数調整方法における、エッチング量と周波数の変動を示す概略説明図である。
電極の表面をエッチングして電極膜厚を薄くした場合には、一点鎖線で示すように電極のエッチング量に対して、周波数の変動量は大きく、周波数は上がる方向に変化する。また、電極をマスクにして圧電基板をエッチングした場合には、破線で示すように、圧電基板のエッチング量に対して、周波数の変動量は大きく、周波数は下がる方向に変化する。これらに対して、電極を形成した面に対向する基板面をエッチングした場合には、実線で示すように圧電基板のエッチング量に対して周波数の変動量は小さく、周波数が上がる方向に変化する。このことは、精度の良い周波数調整に適し、特に周波数が高く、ＩＤＴ波長の短い弾性表面波装置の周波数調整に適しているのがわかる。
【００２６】
図５は圧電基板としてタンタル酸リチウム基板、ニオブ酸リチウム基板または四ホウ酸リチウム基板を用い、ＩＤＴ電極や反射器電極を形成した面に対向する基板面（基板裏面）をエッチングした場合の、エッチング量と周波数変動量の関係を示すグラフである。
このように、上述したそれぞれの基板材料を用いた場合に、基板裏面のエッチング量に対して周波数変動量が小さく、高精度の周波数調整が可能である。
そこで、本発明に係る弾性表面波装置の周波数調整方法は、上記の点に着目し、圧電基板裏面をエッチングすることにより、精度の良い周波数調整ができるようにしたものである。
【００２７】
この圧電基板裏面をエッチングする方法としては、ウェットエッチングでもドライエッチングでも良いが、微小量のエッチング量の制御が可能であるドライエッチングが好適である。
以下、本実施形態に用いられるエッチング装置（周波数調整装置）について、説明をする。図６はエッチング装置の概略構成図である。
エッチング装置４０は、チャンバ４１を有しており、チャンバ４１内を排気およびチャンバ４１内にガスを導入できるように構成されている。また、このチャンバ４１内に上部電極４２ａおよび下部電極４２ｂが配置されている。上部電極４２ａは接地され、下部電極４２ｂはコンデンサ４３を介してＲＦ電源（高周波電源）４４に接続されている。下部電極４２ｂ上には支持台４５が設けられ、その支持台４５の上に、収容容器に弾性表面波素子をマウントした弾性表面波装置１０ｂを載置できるようになっている。
【００２８】
また、支持台４５には、弾性表面波装置１０ｂから発生する擬似縦波型漏洩弾性表面波の周波数を測定するための測定端子４７が設けられている。この測定端子４７は、電気ケーブル４８を介して周波数測定計４９に接続されている。
周波数測定計４９は、その測定した中心周波数をＲＦ電源制御部４６に供給するようになっている。ＲＦ電源制御部４６は、その供給される測定中心周波数と目標値を比較してＲＦ電源４４の動作などを制御するようになっている。
【００２９】
このエッチング装置４０を用いて弾性表面波装置１０ｂの周波数調整を行う場合には、図２に示すように、圧電基板１のＩＤＴ電極２の形成面と対向する面（基板裏面１ｂ）を上にマウントされた弾性表面波装置１０ｂを支持台４５上に載せる。
次に、周波数測定計４９により、弾性表面波装置１０ｂの中心周波数の測定を開始する。そこで、チャンバ４１内を排気しつつ、エッチングガスをチャンバ４１内に導入して所定の減圧下でプラズマを発生させる。
【００３０】
このとき、ＲＦ電源４４により、上部電極４２ａと下部電極４２ｂとの間に高周波電圧が印加されているため、プラズマ中で生成したイオンが電界で加速され、圧電基板１の裏面１ｂのエッチングが行われる。これにより、そのエッチングにより測定される中心周波数が変化し目標値に近づいていく。
このエッチング中は、周波数測定計４９は、弾性表面波装置１０ｂの中心周波数の測定を行い、その測定値をＲＦ電源制御部４６に供給する。ＲＦ電源制御部４６は、その測定値が予め設定されている目標値と比較し、目標値になるとＲＦ電源４４の動作を停止させる。これにより上記のエッチングが停止し、周波数調整が終了する。
【００３１】
このようなエッチング装置４０を用いた弾性表面波装置の周波数調整方法について、図７のフローチャートを参照しながら説明をする。
まず、ステップＳ１で圧電基板１上に形成されたＩＤＴ電極２の厚みｈを、目標の厚みよりもわずかに厚めであって、中心周波数が目標値よりわずかに低めとなるように設定しておく。次に、弾性表面波装置１０ｂをエッチング装置４０のチャンバ４１内に設置してＩＤＴ電極２に電圧を印加させて中心周波数の測定（入出力測定）を開始する（ステップＳ２）。そして、ステップＳ３に進み、圧電基板１の基板裏面１ｂのエッチングが行われる。すると、そのエッチングにより測定される中心周波数が徐々に上がって目標値に近づいていく。次のステップＳ４では中心周波数が目標値でなければステップＳ３に戻りエッチングを継続し、目標値になればステップＳ５に進みエッチングを停止する。つまり、エッチングしながら中心周波数の測定を繰り返し、目標値になるまでエッチングを継続する。
【００３２】
以上のような周波数調整方法によれば、エッチング量に対して周波数の変動量が小さい圧電基板１の基板裏面１ｂをエッチングすることにより、中心周波数を精度良く目標値に調整することができる。
このように、周波数調整をドライエッチングにより圧電基板１の基板裏面１ｂについて行うことができるので、圧電基板１の表面をプラズマなどでエッチングする場合に問題となる残留アルミニウムに起因した調整後の周波数変動を防止することができる。
また、圧電基板１に形成される電極を一切侵すことなく周波数調整を行うことができるので、中心周波数の経年変化が少なく、長期的に安定に動作する弾性表面波装置を実現できる。
【００３３】
次に、他の周波数調整方法について図８を参照しながら説明をする。
この方法は、弾性表面波装置の圧電基板上に形成されるＩＤＴ電極の厚みなどに製造上の大きなバラツキがあり、精度よく周波数調整を必要とする場合に有用な方法である。
まず、ＩＤＴ電極２に電圧を印加させて中心周波数の測定を開始する（ステップＳ１１）。次に、その測定中心周波数が目標値以下または目標値以上であるかを判定する（ステップＳ１２）。
【００３４】
この判定の結果、測定中心周波数が目標値以下の場合にはステップＳ１３に進み、測定中心周波数が目標値以上の場合にはステップＳ１９に進む。なお、測定中心周波数が目標値に一致する場合には、周波数の調整が不要であるので、その調整を終了する。
ステップＳ１３では、ＩＤＴ電極２の表面のエッチング、例えばウェットエッチングで測定周波数を確認しながら行う。すると、そのエッチングにより測定される中心周波数が短時間に上がっていく。そして、その測定中心周波数が、中心周波数の目標値よりもわずかに低く設定されている「仮の目標値」になるまで、そのエッチングを継続し（ステップＳ１３、Ｓ１４）、それが「仮の目標値」になった時点でそのエッチングを停止する（ステップＳ１５）。以上のステップＳ１３、Ｓ１４の処理は、周波数の粗調整（予備周波数調整）となる。
【００３５】
次に、圧電基板１の基板裏面１ｂのエッチングを、エッチング装置４０を用いて行う。このエッチングでは、測定周波数を確認しながら行う（ステップＳ１６）。すると、そのエッチングにより測定される中心周波数が徐々に上がって目標値に近づいていく。そして、中心周波数が目標値になるまでそのエッチングを継続し（ステップＳ１６、Ｓ１７）、それが目標値になった時点でエッチングを停止する（ステップＳ１８）。以上のステップＳ１６、Ｓ１７の処理は、周波数の微調整となる。
【００３６】
一方、ステップＳ１９では、圧電基板１のＩＤＴ電極形成面の基板表面をエッチング（例えば、ウェットエッチング）する。このエッチングでは測定周波数を確認しながら行う。すると、そのエッチングにより測定される中心周波数が短時間に下がっていく。そして、その測定中心周波数が、中心周波数の目標値よりわずかに低く設定されている「仮の目標値」になるまで、そのエッチングを継続し（ステップＳ１９、Ｓ２０）、それが「仮の目標値」になった時点でそのエッチングを停止する（ステップＳ２１）。以上のステップＳ１９、Ｓ２０の処理は、周波数の粗調整（予備周波数調整）となる。
【００３７】
次に、圧電基板１の基板裏面１ｂのエッチングを、エッチング装置４０を用いて行う。このエッチングでは、測定周波数を確認しながら行う（ステップＳ２２）。すると、そのエッチングにより測定される中心周波数が徐々に上がって目標値に近づいていく。そして、中心周波数が目標値になるまでそのエッチングを継続し（ステップＳ２２、Ｓ２３）、それが目標値になった時点でエッチングを停止する（ステップＳ２４）。以上のステップＳ２２、Ｓ２３の処理は、周波数の微調整となる。
【００３８】
このような周波数調整方法によれば、中心周波数の目標値にバラツキがある場合でも、圧電基板１の表面またはＩＤＴ電極２の表面のエッチングにより周波数の粗調整を短時間で行い、その後、圧電基板１の基板裏面１ｂのエッチングにより周波数の微調整を行うことにより、全体として短時間で精度の良い周波数調整ができる。
また、特に周波数調整の前の中心周波数が目標値より高い場合には、基板裏面１ｂのエッチングでは、中心周波数が上がる方向の調整であるため、周波数の調整ができない。このときには、圧電基板１の基板表面をエッチングすることで、中心周波数を目標値以下に下げ、その後、基板裏面１ｂのエッチングで中心周波数を上げて、中心周波数を目標値に調整することができる。このように、上記の周波数調整方法では、圧電基板１の基板表面のエッチングと圧電基板１の基板裏面のエッチングを組み合わせることで、周波数調整の前の中心周波数が目標値より高い場合であっても調整ができ、その結果、歩留まりの良い周波数調整方法を得ることができる。
【００３９】
さらに、周波数の粗調整をウェットエッチングによりＩＤＴ電極２の表面あるいは圧電基板１の表面について行い、微調整をドライエッチングにより圧電基板１の基板裏面１ｂについて行うことができるので、圧電基板１の表面をプラズマなどでエッチングする場合に問題となる残留アルミニウムに起因した調整後の周波数変動を防止することができる。このことから、圧電基板１に形成される電極を一切侵すことなく周波数調整を行うことができるので、中心周波数の経年変化が少なく、長期的に安定に動作する弾性表面波装置を実現できる。
【００４０】
なお、上記の例では、圧電基板１の表面のエッチング（ステップＳ１９、Ｓ２０）またはＩＤＴ電極２の表面のエッチング（ステップＳ１３、Ｓ１４）により周波数の粗調整を行い、その後、圧電基板１の基板裏面１ｂのエッチングにより周波数の微調整を行うようにしたが、以下のような調整方法も可能である。
すなわち、ステップＳ１１の周波数測定の結果、その中心周波数が「仮の目標値」の許容範囲内の場合には、直ちに圧電基板１の基板裏面１ｂのエッチング処理（ステップＳ１６またはステップＳ２２）に移行するようにする。
【００４１】
また、必要に応じて、まずＩＤＴ電極２の表面のエッチングを行い、次に圧電基板１の表面のエッチングを行い、最後に圧電基板１の基板裏面１ｂのエッチングを行い、中心周波数が目標値になるように調整しても良い。
【００４２】
なお、上記実施形態では、弾性表面波素子１０ｂを収容容器にマウントした状態で周波数調整の説明をしたが、図１に示す弾性表面波素子１０ａの状態で同様に周波数調整を行うこともできる。このとき、弾性表面波素子１０ａの中心周波数が目標値になるように調整し、その後、収容容器にマウントして収容容器を封止しても良い。また、弾性表面波素子１０ａの状態で周波数の粗調整（予備周波数調整）を行い、その後、収容容器にマウントして、目標値までの周波数の微調整を行っても良い。（本発明の周波数調整方法が適用される弾性表面波装置の形態）
【００４３】
図９は本発明の周波数調整方法が適用される弾性表面波装置１０ｄの断面図である。
弾性表面波装置１０ｄは、ＩＤＴ電極２２などが形成された圧電基板２１を、ＩＤＴ電極２２が上を向くようにして、接着剤２４を介してセラミックなどで形成された収容容器２６内に接着されている。また、圧電基板２１上の電極は、ボンデングワイヤ２５を介して収容容器２６の電極と接続されている。
【００４４】
圧電基板２１の裏面側の外周部に沿って補強部２８が設けられ、この補強部２８により圧電基板２１の裏面側に凹部２３が形成されている。この凹部２３は、少なくとも圧電基板２１上のＩＤＴ電極２２の形成範囲に対応するように、形成されている。この凹部２３における圧電基板２１の厚みｔを、エッチングにより調整し、目標の中心周波数に調整するようにしている。
【００４５】
この周波数調整のために、収容容器２６の底部には、圧電基板２１の凹部２３に対応するように開口部２７が設けられている。そして、圧電基板２１を収容容器２６に接着後、この開口部２７を介して水晶基板２１の裏面をエッチングすることにより、凹部２３の圧電基板２１の厚みｔを調整することができる。そして、周波数調整後には、開口部２７が塞がれるとともに、収容容器２６は封止される。
【００４６】
このような弾性表面波装置１０ｄによれば、圧電基板２１のＩＤＴ電極２２の形成面が上を向くようにマウントできるため、ワイヤーボンディングを用いて回路接続を行うことが可能となるとともに、目標の周波数に精度良く調整することができる。
【００４７】
図１０は本発明の周波数調整方法が適用される弾性表面波装置１０ｅの断面図である。
この弾性表面波装置１０ｅは、駆動回路や増幅回路などを備えたＩＣチップ５１を、金バンプ５２を介して収容容器５３内の底部に接続させ、電気的な接続と機械的な接続とを同時に行うようになっている。ＩＣチップ５１上には、圧電基板５８が、ＩＤＴ電極５９が下を向くようにして、金バンプ５４により接続され、ＩＣチップ５１とＩＤＴ電極５９が電気的に接続されるように構成されている。このように、ＩＣチップ５１は、圧電基板５８により覆われた状態になっている。
【００４８】
このような構成からなる弾性表面波装置１０ｅでは、圧電基板５８の電極形成面と対向する面５８ｂがエッチングされ、目標の中心周波数となるように圧電基板５８の厚みｔが調整される。そして、周波数の調整後には、セラミックパッケージ５３は封止される。
【００４９】
この弾性表面波装置１０ｅでは、圧電基板５８でＩＣチップ５１を覆うように配置したので、周波数調整におけるプラズマエッチング時に、圧電基板５８でＩＣチップ５１を保護した状態となり、プラズマによるＩＣチップ５１へのダメージを防止できる。
【００５０】
図１１は本発明の周波数調整方法が適用される弾性表面波装置１０ｆの断面図である。
この弾性表面波装置１０ｆは、収容容器６１内の底部に凹部６２が設けられ、この凹部６２内にＩＣチップ６３を収容させるとともに、そのＩＣチップ６３を、金バンプ６４を介して凹部６２内の底部に接続させ、電気的な接続と機械的な接続とを同時に行うようになっている。
凹部６２の開口部の周囲にはマウント部６５が形成され、そのマウント部６５で囲まれた部分に、圧電基板６８のＩＤＴ電極６９が下を向くようにして嵌め込まれるようになっている。そして、この状態で、圧電基板６８は、凹部６２の開口部の周縁に封止材６６により接合されるとともに、ＩＣチップ６３とは金バンプ６７を介して接続されている。従って、ＩＣチップ６３は凹部６２内に収容されるとともに、その凹部６２内は密封された状態になる。
【００５１】
このような構成からなる弾性表面波装置１０ｆでは、圧電基板６８の電極形成面と対向する面６８ｂがエッチングされ、目標の中心周波数となるように圧電基板６８の厚みｔが調整される。そして、周波数の調整後には、収容容器６１は封止される。
【００５２】
この弾性表面波装置１０ｆでは、ＩＣチップ６３を凹部６２内に密封するようにしたので、周波数調整におけるプラズマエッチング時に、圧電基板６８でＩＣチップ６３を保護した状態となり、プラズマによるＩＣチップ６３へのダメージを防止できる。
【００５３】
図１２は本発明の周波数調整方法が適用される弾性表面波装置１０ｇの断面図である。この弾性表面波装置１０ｇは、収容容器７１内の底部に凹部７２が設けられ、この凹部７２内にＩＣチップ７３を収容させるとともに、そのＩＣチップ７３を、金バンプ７４を介して凹部７２内の底部に接続させ、電気的な接続と機械的な接続とを同時に行うようになっている。
【００５４】
凹部７２の開口部周囲の一部（この例では、その周囲の一端側）にはマウント部７５が設けられ、圧電基板７８は、ＩＤＴ電極７９が下を向くようにして、その少なくとも一辺がそのマウント部７５に支持されるようになっている。そして、この状態で、圧電基板７８の少なくとも一辺が、凹部７２の開口部の周縁に導電性接着剤７６により接着固定されている。さらに、圧電基板７８とＩＣチップ７３とは、収容容器７１に設けたスルーホール７７を介して電気的に接続させるようにした。
従って、圧電基板７８は、凹部７２を塞ぐ状態になるので、凹部７２内のＩＣチップ７３は、圧電基板７８により覆われた状態になる。
【００５５】
このような構成からなる弾性表面波装置１０ｇでは、圧電基板７８の電極形成面と対向する面７８ｂがエッチングされ、目標の中心周波数となるように圧電基板７８の厚みｔが調整されている。そして、周波数の調整後には、収容容器７１は封止される。
【００５６】
この弾性表面波装置１０ｇでは、圧電基板７８によりＩＣチップ７３を覆うようにしたので、上記のプラズマエッチング時に、圧電基板７８によってＩＣチップ７３が保護された状態となり、プラズマによるＩＣチップ７３へのダメージを防止できる。
【００５７】
（第２の実施形態）
次に本発明の弾性表面波装置の実施形態について説明する。
この実施形態に係る弾性表面波装置は、図１、図３、図９〜図１２に示すように、上記のような周波数調整方法により調整されている。
この弾性表面波装置によれば、擬似縦型漏洩弾性表面波を利用し、精度良く周波数が調整された弾性表面波装置を提供できる。
【００５８】
（第３の実施形態）
次に本発明の電子機器の実施形態について説明する。
図１３は電子機器の構成を示す構成図である。電子機器８０には、上記のような周波数調整方法により調整された弾性表面波装置９０を備えている。この実施形態に係る電子機器としては、例えば、携帯電話やキーレスエントリーシステムなどが挙げられる。
携帯電話の場合には、図１、図３、図９に示すような弾性表面波装置を携帯電話の周波数選別フィルタとして用いるようにした。また、キーレスエントリーシステムの場合には、弾性表面波装置を、図１０〜図１２に示すような発振器の共振子として用いるようにした。
【００５９】
このように、この実施形態の電子機器は、擬似縦型漏洩弾性表面波を利用した弾性表面波装置をフィルタや共振子、あるいは発振器として含んだものである。
このような構成からなる電子機器は、精度良く周波数調整された弾性表面波装置を備えており、良好な性能を持った電子機器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施形態に係る弾性表面波素子の概略構成図。
【図２】本発明の周波数調整方法が適用される弾性表面波装置の断面図。
【図３】パッケージされた弾性表面波装置の断面図。
【図４】周波数調整方法によるエッチング量と周波数変動の関係を示すグラフ。
【図５】基板材料による基板のエッチング量と周波数変動の関係を示すグラフ。
【図６】本実施形態のエッチング装置の概略構成図。
【図７】本実施形態の周波数調整方法の手順を説明するフローチャート。
【図８】本実施形態の周波数調整方法の手順を説明するフローチャート。
【図９】本発明の周波数調整方法が適用される他の弾性表面波装置の断面図。
【図１０】本発明の周波数調整方法が適用される他の弾性表面波装置の断面図。
【図１１】本発明の周波数調整方法が適用される他の弾性表面波装置の断面図。
【図１２】本発明の周波数調整方法が適用される他の弾性表面波装置の断面図。
【図１３】本実施形態の電子機器の構成図。
【符号の説明】
【００６１】
１…圧電基板、２…ＩＤＴ電極、３ａ、３ｂ…反射器電極、１０ａ…弾性表面波装置としての弾性表面波素子、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ、１０ｇ…弾性表面波装置、４０…エッチング装置、８０…電子機器、ｔ…圧電基板の厚み、ｈ…電極の厚み。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板もしくは四ホウ酸リチウム基板と、このタンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板もしくは四ホウ酸リチウム基板上に形成され擬似縦波型漏洩弾性表面波を励振するＩＤＴ電極とを備えた弾性表面波装置の周波数調整方法であって、
周波数調整は、前記タンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板もしくは四ホウ酸リチウム基板の厚みを前記ＩＤＴ電極の形成面と厚み方向に対向する面から調整することによって行うようにしたことを特徴とする弾性表面波装置の周波数調整方法。
【請求項２】
前記周波数調整は、前記タンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板もしくは四ホウ酸リチウム基板の前記ＩＤＴ電極の形成面と厚み方向に対向する面をドライエッチングで削るようにしたことを特徴とする請求項１に記載の弾性表面波装置の周波数調整方法。
【請求項３】
前記周波数調整に先立って、前記タンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板もしくは四ホウ酸リチウム基板のＩＤＴ電極形成面の基板表面および前記ＩＤＴ電極の表面のうちの少なくとも一方を削って予備周波数調整を行うようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の弾性表面波装置の周波数調整方法。
【請求項４】
タンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板もしくは四ホウ酸リチウム基板と、このタンタル酸リチウム基板、ニオブ酸リチウム基板または四ホウ酸リチウム基板上に形成され擬似縦波型漏洩弾性表面波を励振するＩＤＴ電極とを備え、前記タンタル酸リチウム基板、ニオブ酸リチウム基板または四ホウ酸リチウム基板を収容容器内に収容させた弾性表面波装置を、エッチングガスを導入するチャンバ内に配置させ、
前記弾性表面波装置の入出力特性の測定を行いながら、所望の周波数が得られるまで前記タンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板もしくは四ホウ酸リチウム基板の前記ＩＤＴ電極の形成面と厚み方向に対向する面のエッチングを行い、周波数調整をするようにしたことを特徴とする弾性表面波装置の周波数調整方法。
【請求項５】
前記周波数調整に先立って、前記タンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板もしくは四ホウ酸リチウム基板のＩＤＴ電極形成面の基板表面および前記ＩＤＴ電極の表面のうちの少なくとも一方を削って予備周波数調整を行うようにしたことを特徴とする請求項４に記載の弾性表面波装置の周波数調整方法。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の周波数調整方法で周波数調整されたことを特徴とする弾性表面波装置。
【請求項７】
弾性表面波装置をフィルタや共振子などとして含む電子機器であって、前記弾性表面波装置は、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の周波数調整方法で周波数調整された弾性表面波装置を備えていることを特徴とする電子機器。
【請求項１】
タンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板もしくは四ホウ酸リチウム基板と、このタンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板もしくは四ホウ酸リチウム基板上に形成され擬似縦波型漏洩弾性表面波を励振するＩＤＴ電極とを備えた弾性表面波装置の周波数調整方法であって、
周波数調整は、前記タンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板もしくは四ホウ酸リチウム基板の厚みを前記ＩＤＴ電極の形成面と厚み方向に対向する面から調整することによって行うようにしたことを特徴とする弾性表面波装置の周波数調整方法。
【請求項２】
前記周波数調整は、前記タンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板もしくは四ホウ酸リチウム基板の前記ＩＤＴ電極の形成面と厚み方向に対向する面をドライエッチングで削るようにしたことを特徴とする請求項１に記載の弾性表面波装置の周波数調整方法。
【請求項３】
前記周波数調整に先立って、前記タンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板もしくは四ホウ酸リチウム基板のＩＤＴ電極形成面の基板表面および前記ＩＤＴ電極の表面のうちの少なくとも一方を削って予備周波数調整を行うようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の弾性表面波装置の周波数調整方法。
【請求項４】
タンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板もしくは四ホウ酸リチウム基板と、このタンタル酸リチウム基板、ニオブ酸リチウム基板または四ホウ酸リチウム基板上に形成され擬似縦波型漏洩弾性表面波を励振するＩＤＴ電極とを備え、前記タンタル酸リチウム基板、ニオブ酸リチウム基板または四ホウ酸リチウム基板を収容容器内に収容させた弾性表面波装置を、エッチングガスを導入するチャンバ内に配置させ、
前記弾性表面波装置の入出力特性の測定を行いながら、所望の周波数が得られるまで前記タンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板もしくは四ホウ酸リチウム基板の前記ＩＤＴ電極の形成面と厚み方向に対向する面のエッチングを行い、周波数調整をするようにしたことを特徴とする弾性表面波装置の周波数調整方法。
【請求項５】
前記周波数調整に先立って、前記タンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板もしくは四ホウ酸リチウム基板のＩＤＴ電極形成面の基板表面および前記ＩＤＴ電極の表面のうちの少なくとも一方を削って予備周波数調整を行うようにしたことを特徴とする請求項４に記載の弾性表面波装置の周波数調整方法。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の周波数調整方法で周波数調整されたことを特徴とする弾性表面波装置。
【請求項７】
弾性表面波装置をフィルタや共振子などとして含む電子機器であって、前記弾性表面波装置は、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の周波数調整方法で周波数調整された弾性表面波装置を備えていることを特徴とする電子機器。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００６−２５３９３（Ｐ２００６−２５３９３Ａ）
【公開日】平成１８年１月２６日（２００６．１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３１５２５（Ｐ２００５−３１５２５）
【出願日】平成１７年２月８日（２００５．２．８）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月２６日（２００６．１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年２月８日（２００５．２．８）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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