CN113746448A - 弹性波装置及复合滤波器装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种弹性波装置及复合滤波器装置，更进一步提高了散热性。弹性波装置(1)具备：安装基板(2)，具有相对置的第一、第二主面(2d、2e)，在第一主面上形成有突起安装用的电极焊盘(17)；以及弹性波元件芯片(3)，在压电性基板(4)的主面(4a)设置有功能电极(5)和安装用的突起(7)，弹性波元件芯片的突起(7)与设置于安装基板的第一主面(2d)的电极焊盘(17)接合，在安装基板的第一主面(2d)的上方还具备设置在与弹性波元件芯片的功能电极(5)对置的区域内的热辐射图案(8)，热辐射图案(8)连接到安装基板的第一主面(2d)与第二主面(2e)之间的内层部分，所述热辐射图案(8)未与电极焊盘(17)电连接。

Description

弹性波装置及复合滤波器装置
技术领域
本发明涉及在安装基板上安装有弹性波元件芯片的弹性波装置。
背景技术
以往，利用声表面波滤波器的多工器等被广泛使用。在这种多工器等中，在压电基板构成有多个弹性波元件。构成了该多个弹性波元件的压电基板经由突起(bump)等安装于安装基板。在下述的专利文献1所记载的弹性波装置中，为了提高从上述弹性波元件散热的散热性，在与弹性波元件对置的安装基板上形成有绝缘膜。通过该绝缘膜使来自弹性波元件的热散出。绝缘膜形成为跨越与多个弹性波元件对置的区域。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2018-93389号公报
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1所记载的弹性波装置中，利用绝缘膜的热导率比空气高来提高散热性。但是，有时得不到足够的散热性。
本发明的目的在于，提供一种更进一步提高了散热性的弹性波装置。
用于解决课题的手段
本发明是一种弹性波装置，所述弹性波装置具备：安装基板，其具有相对置的第一主面及第二主面，在所述第一主面形成有突起安装用的电极焊盘；以及弹性波元件芯片，其具有压电性基板和功能电极及安装用的突起，所述压电性基板具有主面，所述功能电极及安装用的突起设置于所述压电性基板的所述主面，所述弹性波元件芯片的所述突起与设置于所述安装基板的所述第一主面的所述突起安装用的电极焊盘接合，在所述安装基板的所述第一主面的上方还具备热辐射图案，该热辐射图案设置在与所述弹性波元件芯片的所述功能电极对置的区域内，所述热辐射图案连接到所述安装基板的所述第一主面与所述第二主面之间的内层部分，所述热辐射图案在所述第一主面上未与所述突起安装用的电极焊盘电连接。
发明效果
根据本发明，能够提供更进一步提高了散热性的弹性波装置。
附图说明
图1的(a)及(b)是本发明的第一实施方式的弹性波装置的各正面剖视图。
图2是在本发明的第一实施方式的弹性波装置中使用的弹性波元件芯片的俯视图。
图3是本发明的第一实施方式的弹性波装置内的发送滤波器的电路图。
图4是在本发明的第一实施方式的弹性波装置中使用的安装基板的立体图。
图5是示出在本发明的第一实施方式的弹性波装置中使用的安装基板的第一主面的电极构造的俯视图。
图6是示出在本发明的第一实施方式的弹性波装置中使用的安装基板的第一主面下的内层的电极构造的俯视图。
图7是示出在本发明的第一实施方式的弹性波装置中使用的安装基板内的比图6所示的内层靠下的内层的电极构造的俯视图。
图8是示出在本发明的第一实施方式的弹性波装置中使用的安装基板的第二主面的电极构造的俯视图。
图9是本发明的第一实施方式的弹性波装置的简图的俯视图。
图10是示出实施例的弹性波装置及比较例的弹性波装置中的输入功率Pin与输出功率Pout的关系的图。
图11是本发明的第二实施方式的弹性波装置的正面剖视图。
图12是本发明的第三实施方式的弹性波装置的正面剖视图。
图13是示出本发明的复合滤波器装置的一例的电路图。
附图标记说明
1…弹性波装置
2…安装基板
2a～2c…基板层
2d、2e…第一主面、第二主面
3…弹性波元件芯片
3A…发送滤波器
3B…接收滤波器
4…压电性基板
4a、4b…第一主面、第二主面
5…功能电极
6…电极焊盘
7…突起
8、8A…热辐射图案
8a…受热部
8b…传热部
11、13、15、17…电极焊盘
12、14、22、24、28、31、32、35…过孔导体
21、23、27、34…电极
41～47…外部电极
51…弹性波装置
52…安装基板
52a、52b…第一主面、第二主面
53…弹性波元件芯片
54…压电性基板
54a…第一主面
55…功能电极
56…热辐射图案
57…密封树脂层
61…弹性波装置
62…安装基板
62a…第一主面
63…弹性波元件芯片
64…压电性基板
64a…第一主面
65…功能电极
66…金属膜
67…接合剂
68…热辐射图案
82A、92B、92C…带通型滤波器
83…共用端子
91…复合滤波器装置
S1～S4…串联臂谐振器
P1～P3…并联臂谐振器。
具体实施方式
以下，通过参照附图对本发明的具体实施方式进行说明，使本发明变得清楚。
需要说明的是，本说明书所记载的各实施方式是例示的内容，预先指出在不同实施方式之间能够进行结构的部分置换或组合。
图1的(a)及(b)是本发明的第一实施方式的弹性波装置的各正面剖视图。
弹性波元件芯片3利用突起7而安装在安装基板2上。
安装基板2是具有多个基板层2a～2c的层叠基板。安装基板2由绝缘性陶瓷或合成树脂等适当的绝缘性材料构成。安装基板2具有第一主面2d和与第一主面2d对置的第二主面2e。通过突起7，弹性波元件芯片3被安装在第一主面2d上。弹性波元件芯片3具有压电性基板4。压电性基板4具有相对置的第一主面4a、第二主面4b。在第一主面4a上设置有功能电极5。在本实施方式中，功能电极5是IDT电极。需要说明的是，只要是用于激励弹性波的电极即可，也可以是IDT电极以外的功能电极5。
在第一主面4a上设置有电极焊盘6。电极焊盘6与功能电极5电连接。在电极焊盘6上设置有由金属构成的突起7。突起7与设置在安装基板2的第一主面2d上的安装用的电极焊盘17接合。
上述压电性基板4由LiTaO3、LiNbO3等压电单晶构成。压电性基板4也可以由压电陶瓷构成。另外，压电性基板4也可以具有在支承基板上直接或间接地层叠有压电膜的构造。
图2是从第一主面4a侧观察设置在上述弹性波元件芯片3的压电性基板4的第一主面4a上的电极构造的俯视图。弹性波元件芯片3是具有发送滤波器3A和接收滤波器3B的双工器。这里，发送滤波器3A是具有多个弹性波谐振器的梯型滤波器。
图3是发送滤波器3A的电路图。在将发送端子TX与天线端子ANT连结的串联臂配置有多个串联臂谐振器S1～S4。在将串联臂与基准电位连结的多个并联臂分别设置有并联臂谐振器P1、P2及P3。
串联臂谐振器S1～S4及并联臂谐振器P1～P3分别是具有IDT电极的单端口型声表面波谐振器。在图2中，仅简要地图示出设置有各弹性波谐振器的区域。
需要说明的是，接收滤波器3B是具有多个弹性波谐振器的弹性波滤波器。
通过图2所示的突起7，弹性波元件芯片3与上述的安装基板2的第一主面2d接合。由此，将弹性波元件芯片3安装于安装基板2。
图4是安装基板2的立体图。另外，图5是示出设置于安装基板2的第一主面2d的电极构造的俯视图，图6是示出配置于安装基板2的内层的电极构造的俯视图。更具体而言，是示出位于图1的(a)的基板层2a与基板层2b的界面的电极构造的图。另外，图7是示出位于比图6所示的电极构造靠下的内层的电极构造的俯视图。更具体而言，是示出设置于图1的(a)的基板层2b与基板层2c的界面的电极构造的图。
另外，图8是示出设置于安装基板2的第二主面2e的电极构造的俯视图。图9是示出在上述安装基板2上的电极构造上配置了弹性波元件芯片3的第一主面2d上的电极的状态的示意性俯视图。需要说明的是，在图9中，以实线示出安装基板2的第一主面2d上的电极构造。而且，以虚线示出弹性波元件芯片3的第一主面2d侧的电极。
如图1的(a)所示，在弹性波装置1中，作为弹性波元件芯片3的功能电极5的IDT电极与上述安装基板2的第一主面2d对置。而且，在与该功能电极5对置的区域内，在安装基板2的第一主面2d设置有热辐射图案8。在本实施方式中，热辐射图案8具有与功能电极5对置的受热部8a和截面积比受热部8a小的传热部8b。如图所示，热辐射图案8的受热部8a接近弹性波元件芯片3的功能电极5。另一方面，在弹性波元件芯片3中，在驱动时，在设置有功能电极5的部分处，压电性基板4成为高温。因此，在驱动时产生的热通过辐射而传递到热辐射图案8侧。因此，热从热辐射图案8迅速地散出。
参照图5～图8对安装基板2的电极构造更加详细地进行说明。
如图5所示，在第一主面2d上设置有安装用的电极焊盘11、13、15、17。而且，在该电极焊盘11、13、15、17分别接合弹性波元件芯片3侧的突起7。需要说明的是，在弹性波装置1中，实际上通过8个突起将弹性波元件芯片3安装于安装基板2。在图5中，以单点划线的圆示出上述8个突起被接合的部分。这里，将8个突起中的与接近上述天线端子ANT、发送端子TX、接收端子及热辐射图案8的接地电位连接的合计4个突起7作为代表，如上述那样说明耦合。
安装用的电极焊盘11与弹性波元件芯片3的天线端子连接。这里，电极焊盘11与过孔导体12的上端连接。该过孔导体12的下端与图6所示的电极21连接。在电极21连接有过孔导体22的上端。该过孔导体22与图7所示的过孔导体31的上端连接。过孔导体31的下端与图8所示的外部电极41连接。该外部电极41与天线连接。
需要说明的是，在图5所示的电极焊盘13连接有过孔导体14的上端。该过孔导体14的下端与图6所示的电极23连接。在电极23连接有过孔导体24的上端。过孔导体24的下端与图7所示的过孔导体32连接。过孔导体32与图8所示的外部电极43连接。外部电极43成为输入发送功率的输入电极。
即，从外部电极42输入的发送信号经由发送滤波器3A并经过天线端子而从外部电极41向天线输出。
在上述外部电极41与外部电极42之间连接有包括上述的梯型滤波器的发送滤波器3A。
多个热辐射图案8的传热部8b与设置在安装基板2内的电极27连接。即，热辐射图案8与安装基板2的外装部分连接。由此，热被迅速地释放到安装基板2的内层部分。
另外，虽然电极27具有较大面积，但多个过孔导体28的上端与该电极27连接。多个过孔导体28的下端与图7所示的具有较大面积的电极34连接。在该电极34的下表面连接有多个过孔导体35的上端。
多个过孔导体35的下端与图8所示的外部电极44、45、46或47连接。外部电极44、45、46、47是与接地电位连接的电极。
因此，在本实施方式中，上述热辐射图案8最终与接地电位连接。因此，能够经由多个外部电极44、45、46、47将热迅速地释放到外部。另外，在图6所示的较大面积的电极27连接有热辐射图案8，因此，能够更加有效地将热释放到电极27侧。电极27经由过孔导体35、电极34及过孔导体35而与设置于安装基板2的第二主面2e的外部电极44连接。这样，热辐射图案8与外部电极44接合，热从热辐射图案8经过安装基板2的内层被迅速地释放到第二主面2e侧。
如图4及图5所示，多个热辐射图案8设置在安装基板2的第一主面2d上。需要说明的是，在图4中，热辐射图案8的受热部被图示为具有正多边形的平面形状，但在图5等中，为了容易图示，以圆形示出受热部8a、热辐射图案8的平面形状。
另外，在弹性波元件芯片3中设置有多个功能电极5。即，串联臂谐振器S1～S4及并联臂谐振器P1～P3分别具有作为功能电极5的IDT电极。
该多个热辐射图案8设置为以一对一的形式与串联臂谐振器S2、S3及并联臂谐振器P2、P3的功能电极5即各IDT电极对置。因此，由串联臂谐振器S2、S3及并联臂谐振器P2、P3产生的热被迅速地释放到安装基板2侧。因此，能够提供散热性优异的弹性波装置1。
另外，热辐射图案8在第一主面2d上未与电极焊盘17电连接。因此，能够将热从热辐射图案8迅速地释放到安装基板2的内层部分。除了上述多个热辐射图案8以外还设置有热辐射图案8A。热辐射图案8A配置为与串联臂谐振器S1及并联臂谐振器P1双方的IDT电极对置。这样，除了以一对一的形式与各IDT电极对置的热辐射图案8以外，也可以设置跨越多个IDT电极而设置的热辐射图案8A。
需要说明的是，发送滤波器3A不限于上述那样的梯型滤波器，也可以是具有多个弹性波谐振器的其他的带通型滤波器。另外，接收滤波器3B的电路结构没有特别限定。在弹性波元件芯片3中，设置有上述发送滤波器3A的部分构成本发明的实施方式。
热辐射图案8是为了使热散出而设置的，因此，优选由热传导性优异的材料构成。热传导性只要比空气高即可，但期望为金属等热传导性高的材料。不过，也可以由氧化铝等的绝缘性陶瓷构成热辐射图案8。
另外，在上述实施方式中，热辐射图案8在面积相对小的传热部8b上连接了面积相对大的受热部8a，但也可以设置截面积与受热部8a相同的传热部8b。
另外，在上述实施方式中，热辐射图案8最终与外部电极44、45、46或47连接，但热辐射图案8也可以与连接到接地电位的外部电极以外的浮置电极电连接。
不过，热辐射图案8期望不与上述的外部电极41、外部电极42及外部电极43电连接。否则，热可能经过电路径传递到其他的弹性波谐振器。
在上述实施方式中，热辐射图案8被配置为与梯型滤波器的串联臂谐振器S2、S3及并联臂谐振器P2、P3的各IDT电极对置。如上所述，在本发明中，优选一个热辐射图案8与一个IDT电极对置，热辐射图案8优选不跨越多个IDT电极而对置。即，一个热辐射图案8优选在俯视下不与两个以上的IDT电极重叠。由此，能够将由各IDT电极产生的热更进一步迅速地释放到安装基板2侧。如上所述，热辐射图案8A被设置为与串联臂谐振器S1及并联臂谐振器P1双方的IDT电极对置。
在上述梯型滤波器中，优选热辐射图案被配置为与具有频率最高的谐振频率的串联臂谐振器以外的串联臂谐振器或者具有频率最低的反谐振频率的并联臂谐振器以外的并联臂谐振器的IDT电极对置。在该情况下，热辐射图案被对置为与容易产生发热的串联臂谐振器或并联臂谐振器对置。因此，能够更进一步提高散热性。
另外，优选热辐射图案被配置为与合成电容最大的串联臂谐振器以外的串联臂谐振器或者合成电容最小的并联臂谐振器以外的并联臂谐振器的IDT电极对置。在该情况下，热辐射图案也被配置为与发热大的串联臂谐振器或并联臂谐振器对置。因此，能够有效地提高弹性波装置的散热性。
需要说明的是，上述功能电极5与热辐射图案8之间的距离优选为70μm以下，在该情况下，能够更进一步提高散热性。更优选为30μm以下。在该情况下，能够更进一步提高辐射热的散热性。
在热辐射图案8的面积与过孔导体相同的情况下，在安装基板2的第一主面2d上能够减小用于构成热辐射图案8的面积。优选的是，在设置有多个功能电极5的情况下，热辐射图案8期望与每单位时间的发热量最大的谐振器的IDT电极对置。由此，能够通过较少的热辐射图案8有效地提高散热性。
按照下述的设计参数制作出上述实施方式的弹性波装置1的发送滤波器3A的实施例。
串联臂谐振器及并联臂谐振器的结构如下述的表1所示。
[表1]
Figure BDA0003082857760000091
需要说明的是，作为电极材料，使用了将Pt/Al作为主电极的层叠电极。
另外，将作为主成分而包含Cu的热辐射图案8设置为与各谐振器的IDT电极对置。热辐射图案8的受热部8a的面积为0.018mm2，厚度为0.014mm，传热部8b的截面积为0.002mm2，长度为0.025mm。
除了未设置上述热辐射图案之外，制作出与上述实施例同样构成的比较例的弹性波装置。
从谐振端子侧即输入侧向上述实施例及比较例的弹性波装置施加功率，测定出输出侧的功率。图10示出该输入侧的功率Pin与输出侧的功率Pout的关系。根据图10可知，与比较例相比，根据实施例，即便在输入了相同功率的情况下，也能够增大输出功率Pout。而且，在比较例中，当输入功率Pin超过31.5dBm时，发生破坏，无法投入更大的功率。这被认为是由于IDT电极熔断而引起的。即，根据实施例，可知与比较例的弹性波装置相比，能够有效地提高散热性。
图11是第二实施方式的弹性波装置的正面剖视图。在弹性波装置51中，安装基板52具有第一主面52a和第二主面52b。在第一主面52a上设置有平板状的金属膜作为热辐射图案56。该热辐射图案56在未图示的部分与金属膜、过孔导体连接，使得热向安装基板52的内层或第二主面52b侧散出。
另一方面，弹性波元件芯片53具有压电性基板54。在压电性基板54的第一主面54a上设置有IDT电极作为功能电极55。上述的热辐射图案56被配置为与该功能电极55对置。
密封树脂层57被设置为将压电性基板54密封。
在弹性波装置51中也设置有热辐射图案56，因此，能够有效地释放由设置有功能电极55的部分产生的热。因此，能够提供散热性优异的弹性波装置51。
图12是第三实施方式的弹性波装置的正面剖视图。在弹性波装置61中，在安装基板62安装有弹性波元件芯片63。
不过，还使用压电性基板64构成安装基板62。在第一主面62a上设置有功能电极65。由此，在安装基板62中也构成有弹性波元件。弹性波元件芯片63具有压电性基板64。在压电性基板64的第一主面64a设置有功能电极65。而且，弹性波元件芯片63的压电性基板64的第一主面64a与安装基板62的第一主面62a隔开空间而对置。在安装基板62的第一主面62a上设置有金属膜66。在该金属膜66上通过接合剂67固定有热辐射图案68。热辐射图案68是由金属等传热性优异的材料构成的板状构件。
热辐射图案68配置为到达弹性波元件芯片63的功能电极65与安装基板62的第一主面62a上的功能电极65对置的部分。即，在功能电极65彼此对置的空间配置有上述热辐射图案68。热辐射图案68通过接合剂67以悬臂梁的方式支承于金属膜66。
接合剂67能够由热传导性优异的适当的接合剂构成。作为这样的接合剂，能够适合使用焊料等。因此，由上下的弹性波元件的功能电极65产生的热经由热辐射图案68被迅速地释放到安装基板62的内层侧。这样，在安装基板62侧还可以构成多个弹性波元件。在该情况下，优选将热辐射图案68配置在弹性波元件芯片63侧的功能电极65与设置于安装基板62侧的功能电极65之间。
图13是示出本发明的复合滤波器装置的一例的电路图。在复合滤波器装置91中，在共用端子83连接有多个带通型滤波器82A、92B、92C、......的一端。通过对该带通型滤波器82A、92B、92C、......等的至少一个谐振器使用本发明的弹性波装置，能够提高使用了该弹性波装置的带通型滤波器中的散热性。

Claims (12)

1.一种弹性波装置，具备：
安装基板，其具有相对置的第一主面及第二主面，在所述第一主面形成有突起安装用的电极焊盘；以及
弹性波元件芯片，其具有压电性基板和功能电极及安装用的突起，所述压电性基板具有主面，所述功能电极及安装用的突起设置于所述压电性基板的所述主面，
所述弹性波元件芯片的所述突起与设置于所述安装基板的所述第一主面的所述突起安装用的电极焊盘接合，
在所述安装基板的所述第一主面的上方还具备热辐射图案，该热辐射图案设置在与所述弹性波元件芯片的所述功能电极对置的区域内，
所述热辐射图案连接到所述安装基板的所述第一主面与所述第二主面之间的内层部分，所述热辐射图案在所述第一主面上未与所述突起安装用的电极焊盘电连接。
2.根据权利要求1所述的弹性波装置，其中，
所述弹性波装置还具备过孔导体，该过孔导体设置为到达所述安装基板的所述第一主面，所述热辐射图案与所述过孔导体连接。
3.根据权利要求1所述的弹性波装置，其中，
所述弹性波装置还具备过孔导体，该过孔导体到达所述安装基板的所述第一主面，所述热辐射图案位于所述弹性波元件芯片的所述功能电极与所述安装基板的所述第一主面之间的空间，并且与所述过孔导体连接。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的弹性波装置，其中，
所述热辐射图案由金属或绝缘性材料构成。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的弹性波装置，其中，
所述功能电极具有多个IDT电极，分别设置有与多个所述IDT电极对应的多个所述热辐射图案，一个所述热辐射图案在俯视下不与至少两个所述IDT电极重叠。
6.根据权利要求1所述的弹性波装置，其中，
所述热辐射图案具有与所述过孔导体的在所述安装基板的所述第一主面露出的部分相同的平面形状。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的弹性波装置，其中，
所述功能电极具有多个IDT电极，所述热辐射图案设置为与每单位时间的发热量最大的IDT电极对置。
8.根据权利要求5所述的弹性波装置，其中，
多个所述热辐射图案在所述安装基板的所述第二主面侧被连接。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的弹性波装置，其中，
所述弹性波元件芯片的所述功能电极与所述热辐射图案之间的距离为70μm以下。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的弹性波装置，其中，
在具有多个串联臂谐振器和多个并联臂谐振器的梯型滤波器中，各串联臂谐振器及各并联臂谐振器由弹性波装置构成，所述热辐射图案被配置为与具有频率最高的谐振频率的串联臂谐振器以外的串联臂谐振器或者具有频率最低的反谐振频率的并联臂谐振器以外的并联臂谐振器的IDT电极对置。
11.根据权利要求1至9中任一项所述的弹性波装置，其中，
在具有多个串联臂谐振器和多个并联臂谐振器的梯型滤波器中，各串联臂谐振器及各并联臂谐振器由弹性波装置构成，所述热辐射图案被配置为与合成电容最大的串联臂谐振器以外的串联臂谐振器或者合成电容最小的并联臂谐振器以外的并联臂谐振器的IDT电极对置。
12.一种复合滤波器装置，是多个带通型滤波器在一端被共同连接的复合滤波器装置，其中，
至少一个带通型滤波器具有由权利要求1至9中任一项所述的弹性波装置构成的谐振器。
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