CN1976222B - 声表面波元件、声表面波装置以及具有它的通信装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种声表面波元件(1),其具有:压电基板(19);以及沿着在所述压电基板(19)上传输的声表面波的传输方向所形成的3个以上的奇数个IDT电极(3、4、5),在所述奇数个IDT电极(3、4、5)中形成于中央的IDT电极(4)的两侧所配置的IDT电极(3、5)上,分别连接有第1与第2接地用端子(14、15),所述第1与第2接地用端子(14、15),相对从所述形成于中央的IDT电极(3)的中心通过并设置与所述传输方向相垂直的方向上的假想中心轴(A),形成为非对称。
Description
技术领域
本发明涉及一种声表面波元件、声表面波装置以及具有它的通信装置。本发明的声表面波元件,包括声表面波滤波元件、声表面波共振子等。本发明的声表面波装置,例如在移动电话机等移动体通信机器中使用。
背景技术
以前,声表面波滤波器广泛用作移动电话机、汽车电话等移动体通信机器的RF(Radio Frequency;高频(无线频率))段中所使用的频率选择(band pass)滤波器。该声表面波滤波器不但要求小型化,还要求能够对应宽带域化、对应通信载波的高频化、提高通过带域外衰减量、提高通过带域的***损耗。
最近,为了移动体通信机器等的小型化、轻量化或低成本化,而不断削减使用部件,要求声表面波滤波器中增加新的功能。
其一是,对于声表面波滤波器,要求以能够构成不平衡输入一平衡输出型,或平衡输入一不平衡输出型的方式设计的所谓的不平衡一平衡变换功能。
这里,所谓平衡输入或平衡输出,是指信号作为两个信号线路间的电位差而输入或输出,各个信号线路中的信号中,振幅相等,相位相反。与此相对,所谓不平衡输入或不平衡输出,是指信号作为相对于接地电位的1根信号线路的电位而输入或输出。
以往以来的很多声表面波滤波器,是不平衡输入一不平衡输出型声表面波滤波器(以下简称作“不平衡型声表面波滤波器”)。因此,在连接在不平衡型声表面波滤波器的后面的电路或电子部件是平衡输入型的情况下,该不平衡型声表面波滤波器与后段之间需要不平衡一平衡变换器(以下将有关变换器的问题简称作“平衡—不平衡变换器(バラン)”)。 另外,在不平衡型声表面波滤波器的前段电路或电子部件是平衡输出型的情况下,在前段与该不平衡型声表面波滤波器之间,需要平衡—不平衡变换器。
因此,为了给不平衡型声表面波滤波器自身添加平衡—不平衡变换器的功能,该不平衡型声表面波滤波器中具有不平衡一平衡变换功能的不平衡输入一平衡输出型声表面波滤波器、具有平衡一不平衡变换功能的平衡输入一不平衡输出型声表面波滤波器(以下将其称作“平衡型声表面波滤波器”)的实用化正在不断发展。另外,此外还提案了改善平衡性声表面波滤波器的平衡度。
例如,图32所示的为多电极的声表面波滤波器900,在压电基板上沿着声表面波的传送方向设有3个IDT(Inter Digital Transducer)电极901、902、903。另外,在夹着所述3个IDT电极901、902、903的位置上,设有反射器电极904、905(参照特开平6-204781号公报)。
IDT电极902,通过从不平衡输入端子906对相互相面对地设置的一对梳状电极的一方加载电场,由此激励声表面波。之后,所激励的声表面波,传送给位于IDT电极902两侧的IDT电极901、903。之后,从与IDT电极901的梳状电极的一方相连接的输出信号端子907输出信号,从与IDT电极903的梳状电极的一方相连接的输出信号端子908输出信号,由此声表面波滤波器900能够输出平衡信号。
通过该构造,声表面波滤波器900能够具有作为变换器的不平衡输入一平衡输出变换功能。
图33所示的声表面波滤波器910,沿着声表面波的传送方向邻近而设置3个IDT电极911、912、913,在夹着该IDT电极的位置,设有反射器电极914、915(参照特开平11-97966号公报)。
关于IDT电极912,形成它的一对梳状电极的一方被分割为二。并且,该分割为二的梳状电极分别与平衡信号端子916、917相连接,在声音上级联连接(縦続接続),在电气上串联连接。
IDT电极911、913分别具有相对IDT电极912极性反转的形状,与1个不平衡信号端子918相连接。
通过这样的结构,声表面波滤波器910能够具有作为变换器的不平衡 一平衡变换功能。另外,平衡信号端子916、917侧的阻抗(约200Ω),能够为不平衡信号端子918侧的阻抗(约50Ω)的4倍。
特开2002-84164号公报中提案了如下结构:即在所述的纵耦合(結合)共振子型声表面波滤波器中,让声表面波的传播方向上排列的3个IDT电极中设置在中央的IDT电极为偶数对,通过这样来改善平衡度。
图34所示的声表面波滤波器920,具有在沿着声表面波的传送方向靠近设置有3个IDT电极921、922、923、在夹着这些IDT电极的位置中设有反射器电极924、925的声表面波元件的电极图案941。
关于IDT电极922,形成它的一对梳状电极的一方被分割为二。该分割为二的梳状电极分别,以在声音上级联连接在电气上串联连接的方式,与平衡信号端子926、927相连接。
IDT电极921、923分别具有相对IDT电极922极性反转的形状,IDT电极921、923均连接在不平衡信号端子928。
在连接IDT电极922与平衡信号端子926的布线中,连接有电抗(リアクタンス:reactance)(电容)成分929。
另外,图35所示的声表面波滤波器930具有如下的声表面波元件的电极图案942:即在所述声表面波滤波器920的IDT电极921、923与不平衡信号端子928之间邻近设置有IDT电极93 1、932、933,并夹持这些IDT电极设有反射器电极934、935。并且,该声表面波元件的电极图案942与声表面波元件的电极图案941之间级联连接(参照特开2004-96244号公报)。
IDT电极932与不平衡信号端子928相连接,IDT电极931经由连接布线连接在IDT电极921上,IDT电极933经由连接布线连接IDT电极923上。
藉此,声表面波滤波器930与声表面波滤波器920相比,能够进一步提高通过带域外衰减量。
除此之外,如特开2003-46369号公报那样一种以夹持垂直于声表面波的传送方向的中央假想轴的方式将IDT电极形成为非对称的例子已被周知。
虽然已经提案了如上所述的各种声表面波滤波器,特别是最近,要求 通过带域内的振幅平衡度以及相位平衡度的改善,这些振幅平衡度与相位平衡度,作为输入或输出的两条信号线路间的电位差而进行测定。这里,所谓“振幅平衡度”是表示各个信号线路间流通的信号的振幅大小相等的程度的值,振幅的大小越是相等,振幅便越近似,因此不需要的信号被消除,越接近0dB,振幅平衡度越变好。另外,所谓相位平衡度是表示输入或输出的两个信号线路间的相位反转180度的程度的值,并且相位差越接近180度,相位平衡度就越接近0度,相位平衡度越好。
但是,特开平6-204781号公报中所公开的声表面波元件(声表面波滤波器)900(参照图32)中,以从IDT电极901、903输出的信号的相位互为逆相的方式而形成。如此,在IDT电极901~903中,通过变更电极指间距,变更该IDT电极之间的配置间隔,就能够调整声表面波元件900中的平衡度。
但是,这样的构造中存在平衡度容易恶化的问题。
另外,特开平11-97966号公报中所公开的声表面波元件(声表面波滤波器)910(参照图33)中,IDT电极912和IDT电极911的相邻的电极指的极性,与IDT电极912和IDT电极913的相邻的电极指的极性不同。因此,平衡信号端子916、917中所产生的寄生电容不同,从而存在声表面波元件910的平衡度恶化这一问题。
进而,特开2002-84164号公报中所公开的声表面波元件中,例如在作为压电基板使用LiTaO3单晶体基板的情况下,振幅平衡度为大约1.2dB,相位平衡度只有大约11度。因此该声表面波元件无法得到充分的平衡度。
另外,对特开2004-96244号公报中所公开的声表面波元件(声表面波滤波器)930(参照图35),进行了效果验证。
图36为表示声表面波元件930以及声表面波元件930’的频率与***损耗之间的关系的曲线图。
这里,作为比较例的声表面波元件930’,如图37所示,使用附加了图35中的声表面波元件930的电抗(电容)成分929。
图36中,横轴表示频率(单位:MHz),纵轴表示***损耗(单位:dB)。另外,图中的虚线表示图35所示的声表面波元件930的***损耗的特性曲线,图中的实线表示图37所示的声表面波元件930’的***损耗 的特性曲线。
根据声表面波元件930的特性曲线(虚线),与声表面波元件930’相比,通过带域内的脉动(ripple)增加。可以认为这是由于,在声表面波元件930中,借助于在平衡信号端子926作为电抗成分929而并联连接电容成分的构造,使得平衡信号的一方中并联连接地附加了电容成分,因此传输特性中发生了变化。
图38为表示声表面波元件930与声表面波元件930’的频率与VSWR(Voltage Standing Wave Ratio:电压驻波比)之间的关系的曲线图。
图38中,横轴表示频率(单位:MHz),纵轴表示VSWR。另外,图中的虚线表示图35中所示的声表面波元件930中的特性曲线,图中的实线,表示图37所示的声表面波元件930’的特性曲线。
根据声表面波元件930的特性曲线(虚线)可以得知,与声表面波元件930’相比,VSWR更加恶化。可以认为这是由于,平衡信号的一方中并联连接而附加了电容成分(电抗成分929),因此声表面波的反射特性发生了变化。
图39(a)为表示声表面波元件930以及声表面波元件930’的通过带域附近的振幅平衡度的曲线图,图39(b)为表示声表面波元件930以及声表面波元件930’的通过带域附近的相位平衡度的曲线图。
图39(a)中,横轴表示频率(单位:MHz),纵轴表示振幅平衡度(单位:dB)。图39(b)中,横轴表示频率(单位:MHz),纵轴表示相位平衡度(单位:度)。另外,图中的虚线表示图35所示的声表面波元件930中的特性曲线(上下两个虚线是因为在两个等级中使电抗成分929振荡),图中的实线表示图37所示的声表面波元件930’中的测定结果。
按照图39(a),声表面波元件930与声表面波元件930’相比,具有远离0dB的值,振幅平衡度并不好。可以认为这是由于,声表面波元件930中,即使给平衡信号并联连接附加电容成分(电抗成分929)也无法对振幅大小的偏差进行校正。
另外,根据图39(b),声表面波元件930与声表面波元件930’相比,具有远离0度的值,相位平衡度并不好。可以认为这是由于,声表面波元件930中即使给平衡信号并联连接附加电容成分也无法对相位的偏差进行 校正。
声表面波元件930,如图36、图38、以及图39所示那样,即使在一方的平衡信号端子926中并联作为电抗成分929的电容成分,***损耗、VSWR、振幅平衡度、以及相位平衡度中也不见得有很大改善,倒不如说具有恶化的特性。
发明内容
因此,本发明的目的在于提供一种声表面波元件、声表面波装置、以及使用它的通信装置,其减少了声表面波元件的振幅平衡度与相位平衡度的恶化,并且降低了***损耗与VSWR,同时起到高品质的声表面波滤波器的功能。
用来实现所述目的的声表面波元件,具有:压电基板;以及沿着在所述压电基板上传输的声表面波的传输方向上所形成的3个或3个以上的奇数个IDT电极。所述奇数个IDT电极在形成于中央的IDT电极的两侧所配设的IDT电极中的一侧所设置的IDT电极连接有第1基准电位用端子,且另一侧所设置的IDT电极连接有第2基准电位用端子。所述第1和第2基准电位用端子,相对于从所述形成在中央的IDT电极的中心通过并设置在与所述传输方向相垂直的方向上的假想中心轴,形成为非对称。
按照该结构,通过将第1与第2基准电位用端子设置为非对称,变为在声表面波元件的基准电位用端子中连接有电感成分的状态。因此,产生了与在连接用端子中连接有匹配电路的情况下相同的作用,能够降低声表面波元件的***损耗与VSWR。
在所述奇数个IDT电极中,构成所述形成在中央的IDT电极的一对梳状电极中的一方,至少分割为两部分,在所述分割过的梳状电极的每个上连接着连接用端子的情况下,在安装用基板中安装有声表面波元件的声表面波装置,能够具有不平衡—平衡变换器的功能。另外,由于不会变为声表面波装置的连接用端子侧附加了寄生电容的方式,因此声表面波元件的振幅平衡度与相位平衡度很少恶化。
可以在所述连接用端子与所述奇数个IDT电极之间,连接至少1个或1个以上声表面波共振子。由此,声表面波装置由于变为多个声表面波元件级联连接而成的构造,因此能够进一步衰减所期望的通过带域外的信号。由此,具有这些声表面波元件的声表面波装置,能够良好地提取所期望的通过带域的信号。
另外,优选为,所述基准电位用端子,以位置、形状、和面积中的至少一方不同的方式而形成,以便使,相对于所述假想中心轴形成为非对称。
另外,优选为,所述第1与第2基准电位用端子的每个中所产生的电感成分的大小是0.1nH或0.1nH以上0.3nH或0.3nH以下。
另外,优选为,所述第1与第2基准电位用端子的每个中所产生的电感成分的大小之差0.1nH或0.1nH以上0.2nH或0.2nH以下。
另外,本发明的声表面波元件,可以具有反射器电极,其分别设置在所述奇数个IDT电极的两侧,并具有多个与所述传输方向相垂直的方向上形成的电极指。
本发明的声表面波装置,具有前述结构的声表面波元件以及安装该声表面波元件的安装用基板。所述安装用基板,设有与所述第1以及第2基准电位用端子相面对而配置的第1和第2接地用导体。
所述第1与第2接地用导体,最好相对于所述假想中心轴非对称地形成。
具体的说,所述第1与第2接地用导体,以位置、形状、和面积中的至少一方不同的方式而形成,以便使,相对于所述假想中心轴形成为非对称。
按照该结构,在安装用基板中安装有声表面波元件的声表面波装置中,通过将所述第1与第2接地用导体配置为非对称,产生了与在连接用端子中连接有匹配电路的状态相同的作用。藉此,能够减少该声表面波装置的振幅平衡度以及相位平衡度的劣化,其结果是,能够降低该声表面波元件的***损耗与VSWR。
另外,还可以,在所述声表面波装置的结构的基础上,具有从所述第1与第2接地用导体贯通所述安装用基板而连接的第1与第2贯通接地导体,所述第1与第2贯通接地导体,相对于所述假想中心轴非对称形成。
本发明的通信装置,具有包含有所述声表面波装置的接收电路与发送电路中的至少一方。通过该通信装置,能够将本发明的声表面波装置,恰 当地应用于移动体通信机器等的高频电路。
例如,从移动电话机所发送的高频信号,被声表面波滤波器去除其不需要的信号,由功率放大器进行放大之后,通过隔离器和包含有本发明的声表面波装置的分波器后,从天线发射出来。另外,通过天线所接收到的高频信号,被所述分路滤波器(分波器)所分割,由低噪声放大器进行放大,并由声表面波滤波器去除了其不需要的信号之后,由放大器再次进行放大并由混频器变换成低频信号。
如上所述,通过将本发明的声表面波装置适用于通信装置的分路滤波器,能够提供一种具有良好的高频特性的通信装置。
本发明中的所述或其他优点、特征以及效果,通过下面参照附图所述的实施方式的说明能够更加明确。
附图说明
以下的各个附图中,为了进行说明,而对各个电极的大小、电极间的距离、电极指的条数、间隔等示意性地进行了绘制。
图1为表示本发明的一实施方式所涉及的声表面波装置中含有的声表面波元件中的第1实施方式的俯视图。
图2为表示本发明的一实施方式的相关声表面波装置中含有的安装用基板中的第1实施方式的各层的俯视图。
图3为所层积的安装用基板的剖面图。
图4为图1的声表面波元件1的等效电路图。
图5为表示第1实施方式的声表面波元件的第1变形例的俯视图。
图6为表示第1实施方式的声表面波元件的第2变形例的俯视图。
图7为表示第1实施方式的声表面波元件的第3变形例的俯视图。
图8为表示第1实施方式的声表面波元件的第4变形例的俯视图。
图9为表示第1实施方式的声表面波元件的第5变形例的俯视图。
图10为表示图2所示的第1实施方式的安装用基板中的第1变形例的各层的俯视图。
图11为表示图2所示的第1实施方式的安装用基板中的第2变形例的各层的俯视图。
图12为表示本发明的另一实施方式所涉及的声表面波装置所包含的声表面波元件的第2实施方式的俯视图。
图13为表示本发明的另一实施方式所涉及的声表面波装置所包含的安装用基板中的第2实施方式的各层的俯视图。
图14为表示第2实施方式的声表面波元件的第1变形例的俯视图。
图15为表示第2实施方式的声表面波元件的第2变形例的俯视图。
图16为表示第2实施方式的声表面波元件的第3变形例的俯视图。
图17为表示第2实施方式的声表面波元件的第4变形例的俯视图。
图18为表示第2实施方式的声表面波元件的第5变形例的俯视图。
图19为表示图13所示的第2实施方式的安装用基板中的第1变形例的各层的俯视图。
图20为表示图13所示的第2实施方式的安装用基板中的第2变形例的各层的俯视图。
图21为移动电话机的高频电路的方框回路图。
图22为表示作为比较例的声表面波装置中含有的声表面波元件的俯视图。
图23为表示作为比较例的声表面波装置中含有的安装用基板中的各层的俯视图。
图24为表示各个声表面波装置的频率与***损耗之间的关系的曲线图。
图25为表示各个声表面波装置的频率与VSWR之间的关系的曲线图。
图26(a)为表示各个声表面波装置的频率与振幅平衡度之间的关系的曲线图,图26(b)为表示频率与相位平衡度之间的关系的曲线图。
图27为表示作为比较例的声表面波装置中含有的声表面波元件的俯视图。
图28为表示作为比较例的声表面波装置中含有的安装用基板中的各层的俯视图。
图29为表示各个声表面波装置的频率与***损耗之间的关系的曲线图。
图30为表示各个声表面波装置的频率与VSWR之间的关系的曲线图。
图31(a)为表示各个声表面波装置的频率与振幅平衡度之间的关系的曲线图,图31(b)为表示频率与相位平衡度之间的关系的曲线图。
图32为采用多电极形的声表面波滤波器的俯视图。
图33为以往的声表面波滤波器的俯视图。
图34为以往的声表面波滤波器的俯视图。
图35为以往的声表面波滤波器的俯视图。
图36为表示各个声表面波元件的频率与***损耗之间的关系的曲线图。
图37为没有附加图35所示的声表面波元件中的电抗(电容)成分的声表面波元件的俯视图。
图38为表示各个声表面波元件的频率与VSWR(Voltage StandingWave Ratio:电压驻波比)之间的关系的曲线图。
图39(a)为表示各个声表面波元件的通过带域附近的振幅平衡度的曲线图,图39(b)为表示各个声表面波装置的相位平衡度的曲线图。
具体实施方式
图1为表示本发明的声表面波元件的第1实施方式的俯视图。图2为表示安装所述声表面波元件的安装用基板中的各层的俯视图,图3为所层积的安装用基板的剖面图。
声表面波装置S1具有将图1所示的声表面波元件1,向图3所示的安装用基板100安装的构造。
另外,本说明书中的所谓“主面”是指形成为板状的压电基板19的表面,也是形成有电极图案等的电极形成面。
另外,在压电基板19上,设声表面波传送的方向轴为X轴,垂直于该X轴的方向轴为Y轴。
声表面波元件1,如图1所示,在压电基板19的主面上,具有:声表面波元件的电极图案N;信号输入输出用连接用端子11、12、13;以及第1、第2基准电位用端子14、15(以下在总称连接用端子11~13与基准电 位用端子14、15时,称作“端子11~15”)。
另外,关于对声表面波元件1施加成为驱动基准的基准电位的第1、第2基准电位用端子14、15,在以下的实施方式的说明中,由于作为基准电位使用接地电位,因此将第1、第2基准电位用端子14、15称为接地用端子14、15。
声表面波元件的电极图案N中,备有一对梳状(comb shaped)电极的电极(称作IDT(Inter Digital Transducer)电极)3、4、5,三个在X轴方向上排列设置。各个梳状电极具有沿着Y轴方向形成多个的电极指。IDT电极通过一对梳状电极的电极指彼此啮合起来而构成。在所述3个IDT电极3~5的两侧,设置了反射器电极(以下也称作“反射器”),所述反射器电极备有多个沿着Y轴方向所形成的电极指。
IDT电极3~5中,设置在中央的IDT电极4中,一对梳状电极的一方被二分割。另外,IDT电极4的所述被二分割的梳状电极,分别连接在作为平衡信号端子的连接用端子12、13上。
设置在两侧的IDT电极3、5中,一对梳状电极的一方,分别连接在作为不平衡信号端子的连接用端子11。另外,IDT电极3的一对梳状电极的另一方以及反射器6连接在接地用端子14。IDT电极5的一对梳状电极的另一方以及反射器7连接在接地用端子15。
压电基板19通过钽酸锂单晶体、铌酸锂单晶体、四硼酸锂单晶体等具有较大压电性的材料形成。通过使用该材料,能够增大压电基板19的电气机械耦合系数,并且能够减小群延迟时间温度系数。
另外,如果在这些具有压电性的材料中,进行产生缺氧的处理或Fe等的固溶处理,就能够显著降低压电基板19中产生的热电效应。通过这样,能够防止压电基板19的主面上的IDT电极3~5的电极指形成过程中所产生的静电破坏,并能够良好地保持声表面波元件1的可靠性。
压电基板19的厚度最好为大约0.1~0.5mm。因此,既不会发生在该厚度不满0.1mm而较薄地形成时导致压电基板19变脆,反之,也不会导致在该厚度超过了0.5mm而较厚地形成时导致材料成本增大,也不会使得声表面波元件1的尺寸增大。
形成在压电基板19上的声表面波元件的电极图案N、端子图案(以 下在总称形成在压电基板19的主面上的各种电极图案、端子图案时,简称作“各种电极图案”),通过使用蒸镀法、溅射法或CVD法(ChemicalVapor Deposition method:化学气相成长法)等薄膜形成法,形成Al或Al合金(例如Al-Cu类、Al-Ti类)等金属,而制作出来。
另外,各种电极图案上,覆盖有以Si、SiO2、SiNx、Al2O3等半导体或绝缘体为材料的保护膜(未图示)。该保护膜能够防止因导电性异物附着在各种电极图案上而引起的短路,从而实现耐电力性的提高。该保护膜可以在形成了IDT电极3~5或反射器6、7之后,使用蒸镀法或溅射法等形成薄膜的方法而形成。
IDT电极3~5通过将其电极厚度设为大约0.1μm~0.5μm,而能够恰当地激励声表面波。
另一方面,安装有声表面波元件1的安装用基板100如图2、3所示,层积有与声表面波1相面对而粘合的面的上面层101、形成有作为通孔的贯通导体120的第1贯通导体层102、内部电极图案层103、形成有贯通导体140的第2贯通导体层104、下面电极图案层105、以及下面电介质层106。
上面层101中,设有分别在与连接用端子11、12、13相面对的位置上形成的连接用焊盘导体111、112、113,以及分别形成在与接地用端子14、15相面对的位置上的接地用导体114、115(以下在总称连接用焊盘导体111~113以及接地用导体114、115时,称作“导体111~115”)。
第1贯通导体层102中,设有与连接用焊盘导体111~113相连接的贯通导体120,以及分别与接地用导体114、115相连接的贯通接地导体124、125(以下在对其进行总称时称作贯通导体120)。
在内部电极图案层103上,形成有与贯通导体120相连接的内部电极图案130。
在第2贯通导体层104中,形成有与内部电极图案130相连接的贯通导体140。
在下面电极图案层105上,形成有与贯通导体140相连接的下面电极图案150。
安装用基板100通过层积多层由绝缘性材料所形成的绝缘层而构成。 具体的说,安装用基板100的各层101~106,由陶瓷、玻璃陶瓷等绝缘性材料形成。并且,将通过有机溶媒等将陶瓷等金属氧化物与有机粘合剂均匀混合起来的料浆成型为薄板状,制作出生料薄板(green sheet),形成贯通导体等的图案。之后,将这些印刷电路基板层积压接起来,一体形成并进行烧制,通过这样制作出安装用基板100。
导体111~115、内部电极图案130以及下面电极图案150,通过Au、Cu、Ag、Ag-Pd、W等导电性材料,使用丝网印刷等成膜法或蚀刻法,使用电解电镀法或非电解电镀法中从下层开始顺次层积所述材料,而将导体层形成为所期望的图案。
贯通导体120、140通过Ag等导电性材料形成,使用微型打孔、冲孔、激光加工、模具冲孔加工、光平板印刷法(photolithography)等方法,在印刷电路基板的给定位置中形成通孔。之后,在该通孔中填充Ag类等导体料浆,由此形成贯通导体120、140。
在导体111~115上,为了声表面波元件1在安装用基板100中的安装(粘合),使用丝网印刷等印刷法或分配器,通过焊锡料浆、Au-Sn料浆等熔化性导体形成有粘合层。
另外,粘合层形成在安装用基板100的导体111~115上,但形成在声表面波元件1的端子11~15上也无妨。此时,粘合层可以与前述方法相同的方式,形成在端子11~15上。
下面对关于向安装用基板100安装声表面波元件1的方法进行说明。
声表面波元件1中,形成有四角框状的环形电极(未图示),将压电基板19的主面上的IDT电极3~5、反射器6、7等各种电极图案包围起来。
另外,在用来安装声表面波元件1的安装用基板100上,在与声表面波元件1上的环状电极相面对的位置上,连续形成有环状导体(未图示)。
在向安装用基板100上安装声表面波元件1时,将声表面波元件1中的压电基板19的主面侧,向安装用基板100的上面层101上倒装(facedown)。也即,将声表面波元件1中的压电基板19的主面与安装用基板100的上面层101相面对地设置。之后,通过粘合层将连接用端子11~13以及接地用端子14、15分别粘合到连接用焊盘导体111~113以及接地用 导体114、115上,由此完成声表面波元件1向安装用基板100上的安装。通过该构造,安装在安装用基板100中的声表面波元件1,能够进行与安装用基板100相连接的其他电路部件之间的电连接。
另外,通过粘合层将声表面波元件1上的环状电极与安装用基板100上的环状导体粘合起来。通过这样,IDT电极3~5以及反射器6、7,被密封在由压电基板19的主面、安装用基板100的上面层101以及环状电极包围起来的空间中。
接下来,利用树脂将完成了向安装用基板100的安装的声表面波元件1的外周密封起来。这是为了防止湿度高的空气侵入到密封空间中、并提高声表面波装置S1的机械强度而设置的。这里所使用的树脂,例如是环氧树脂或聚(酰)亚胺树脂等热硬化性树脂、聚苯硫醚树脂(polyphenylenesulfide)等热可塑性树脂、紫外线硬化树脂、低熔点玻璃等材料。另外,该密封树脂使用浇灌法或印刷法涂布在声表面波元件1上之后,进行硬化处理。
这样,通过将声表面波元件1安装在安装用基板100上,制作出声表面波装置S1。
另外,本发明的声表面波装置的安装构造,并不仅限于所述方案。例如,可以是没有所述的通过环状电极包围起来的密封构造的声表面波装置。
另外,声表面波元件1的接地用端子14与接地用端子15,如图1所示,相对于从设置在中央的IDT电极4的中心通过、并设置在与所述传送方向垂直的Y轴方向上的假想中心轴A(以下有时也简称作A轴),非对称地被配置。
另外,与接地用端子14和接地用端子15相对应的安装用基板100的接地用导体114与接地用导体115,也如图2所示,相对于A’轴非对称地设置,对应于接地用端子14和接地用端子15的贯通接地导体124与贯通接地导体125,也相对于A’轴非对称地设置。
另外,图2中所示的安装用基板100的A’轴,是在将声表面波元件1安装到安装用基板100上时,与图1所示的声表面波元件1的A轴相一致的轴。
将声表面波元件1安装在安装用基板100上所构成的声表面波装置S1,具有不平衡一平衡变换器的功能。
进而,接地用端子14、15相对A轴非对称地设置,接地用导体114、115以及贯通接地导体124、125相对A’轴非对称地设置。通过该设置,如图4的等效电路图所示,成为声表面波元件1的接地用端子14、15上附加了电感成分L1、L2的状态。L1的值最好为0.1nH或0.1nH以上0.3nH或0.3nH以下,L2的值也最好为0.1nH或0.1nH以上0.3nH或0.3nH以下。L1与L2的差的绝对值|L1-L2|最好为0.1nH或0.1nH以上0.2nH或0.2nH以下。在差的绝对值|L1-L2|小于0.1nH的情况下,变为声表面波元件的接地用端子上连接有电感成分的状态,产生了与在连接用端子中连接有匹配电路的情况下相同的作用,但可对声表面波元件的***损耗以及VSWR降低的效果不太充分。在差的绝对值|L1-L2|大于0.2nH的情况下,由于声表面波元件的接地用端子中连接的电感成分过大,因此平衡度恶化。
通过该电路结构,产生与连接用端子12、13中连接有匹配电路的情况相同的作用。也即,能够降低声表面波元件1的***损耗,让VSWR接近于1。
另外,由于不会变为连接用端子12、13侧附加了寄生电容的状态,因此声表面波元件1的振幅平衡与相位平衡不会恶化。
图5为表示第1实施方式的声表面波元件的第1变形例的俯视图。
该变形例所涉及的声表面波元件la中,与图1所示的声表面波元件1相比, IDT电极3以及连接在反射器6上的连接用端子14a比之于IDT电极5以及连接在反射器7上的接地用端子15具有更大的面积。
安装有该声表面波元件1a的声表面波装置,通过在接地用端子14a与15中增大它们的面积比,能够在接地用端子14a、15的布线路径中附加大小更为不同的电感成分。由此,具有该声表面波元件1a的声表面波装置的平衡度的恶化被减缓,结果是能够降低声表面波装置的***损耗与VSWR。
图6为表示第1实施方式的声表面波元件的第2变形例的俯视图。
声表面波元件1b中,具有如下形状:即在图1所示的声表面波元件1中的连接用端子11与声表面波元件的电极图案N之间连接有声表面波共 振子B。
声表面波共振子B,具有:1个或1个以上的IDT电极,其备有多个沿着Y轴方向形成的电极指;反射器电极,其分别设置在该IDT电极的两侧并备有多个沿着Y轴方向形成的电极指。通过该形状,声表面波共振子B产生1个或1个以上的模式共振。
通过将该声表面波共振子B串联连接在电极图案N,使得声表面波共振子B的***振频率与声表面波元件1b的***振频率相一致,改善了通过带域内的阻抗匹配的程度,因此能够大大降低通过带域内的***损耗。另外,通过让声表面波共振子B的***振频率与声表面波元件1b的高域侧的截止频率大体一致,由于在声表面波元件1b的频率特性中产生了基于声表面波共振子B的衰减极,因此能够更大地降低通过带域外衰减量。
因此,具有声表面波元件1b的声表面波装置,能够进一步降低通过带域内的平衡度的恶化,并进一步降低了***损耗以及VSWR。
另外,声表面波共振子B,在图6所示的实施方式中相对于电极图案N而串联连接,但也可以并联在其上。
图7为表示第1实施方式的声表面波元件的第3变形例的俯视图。
该声表面波元件1c中,具有如下形状:即在图1所示的声表面波元件1中的声表面波元件的电极图案N与连接用端子12、13之间连接有声表面波共振子Cl、C2。
声表面波共振子C1、C2,具有:1个或1个以上的DT电极,其具有多个沿着Y轴方向形成的电极指;以及反射器电极,其分别设置在该IDT电极的两侧并具有多个沿着Y轴方向形成的电极指的。
通过具有该构成,声表面波元件1c能够降低通过带域内的平衡度的恶化,并能够进一步降低***损耗以及VSWR。
另外,声表面波共振子C1、C2,在图7所示的实施方式中,成为相对于电极图案N串联连接,但也可以将声表面波共振子相对于电极图案N并联连接。
图8为表示第1实施方式的声表面波元件的第4变形例的俯视图。
该变形例所涉及的声表面波元件1d,在图1所示的声表面波元件的电极图案N的结构中,具有***了***反射器8d、9d的声表面波元件的电 极图案D。
该声表面波元件的电极图案D,具有如下结构:即在图1所示的声表面波元件的电极图案N的IDT电极之间(IDT电极3、4间与IDT电极4、5间),分别设置了***反射器8d、9d,其在Y轴方向上备有多个长电极指。***反射器8d、9d,以其相邻的电极指的中心间距从两端部向中心部逐渐变窄的方式形成。
该声表面波元件1d,通过变更***反射器8d、9d的电极指间距,能够对由IDT电极4激励起的声表面波所产生的多重耦合(結合)的驻波模式的周期进行调整,因此能够控制被滤波的频率。所以,具有该声表面波元件1d的声表面波装置,能够得到更大的带域且低损耗的良好电气特性。
图9为表示第1实施方式的声表面波元件的第5变形例的俯视图。
该变形例的相关声表面波元件1e,与图1所示的声表面波元件1相比,具有与IDT电极3、5相连接的接地用端子16e、17e,它们相对于A轴形成在对称的位置上。
另一方面,连接在反射器电极6、7上的接地用端子14e、15e相对于A轴形成在非对称的位置上。
关于该声表面波元件1e,相对于A轴对称地配置接地用端子14e、15e以外的电极图案。
成为声表面波元件le的接地用端子14e、15e上连接有电感成分的状态。这样,与使用图4所前述的一样,产生了与在声表面波元件le的等效电路中在连接用端子12、13中连接有匹配电路的情况相同的作用。因此,能够降低声表面波元件的***损耗和VSWR。另外,由于并非是连接用端子12、13侧附加寄生电容的方式,因此声表面波元件1e的振幅平衡度与相位平衡度不会恶化。从而能够进一步提高具有该声表面波元件1e的声表面波装置的平衡度。
下面对图2所示的安装用基板100的变形例之结构进行说明。
图10为表示图2所示的安装用基板的第1变形例所涉及的相关各层的俯视图。
该变形例所涉及的安装用基板100a中,与图2所示的安装用基板100相比,接地用导体114a的面积较大地形成。并且,与接地用导体114a相 连接的贯通接地导体124a,相比于图2的贯通接地导体124,其直径(也即剖面积)也较大。
通过增大接地用导体114a、115或贯通接地导体124a、125的面积(剖面积)的比,能够增大接地用导体114a、115中所产生的电感的比的大小。由此,因为抑制了在声表面波装置的连接用端子12、13中附加寄生电容,从而能够良好地保持平衡度。因此,具有该安装用基板100a的声表面波装置,能够进一步降低***损耗与VSWR。
图11为表示图2所示的安装用基板的第2变形例所涉及的各层的俯视图。
在该第2变形例中,如图11所示的安装用基板100b那样,相当于图10中所示的安装用基板100a中的接地用导体124a的部分,作为多个贯通接地导体124b(本实施方式中为2条)形成。
该安装用基板100b,结果是,贯通接地导体124b与贯通接地导体125,相对于A轴条数(因此结果上是剖面积)不同地形成。因此得到了与图10所示的安装用基板100a几乎相同的效果。
另外,如图11所示那样,还可以将以多根所形成的贯通接地导体124b中的1根,设置在相对于A’轴与贯通接地导体125对称的位置上。
如上所述,图2、图10以及图11所示的安装用基板100、100a、100b中,关于A’轴,让接地用导体114、114a、114b相对于接地用导体115和/或贯通接地导体124、124a、124b相对于贯通接地导体125的配置为非对称,和/或在剖面积中设置差别,从而作为结果,具有安装用基板100(100a、100b)的声表面波装置,能够降低***损耗与VSWR。
图12为表示本发明的声表面波装置中含有的声表面波元件的第1实施方式的俯视图。图13为表示该声表面波装置中所使用的安装用基板中的各层的俯视图。
声表面波元件2中,将声表面波元件1的声表面波元件的电极图案N与声表面波元件的电极图案F级联连接起来。
该声表面波元件的电极图案F中,在压电基板19的主面上,沿着X轴方向上并列设置3个IDT电极21、22、23,所述IDT电极21、22、23具有多个沿着Y轴方向形成的电极指。另外,电极图案F中,在所述IDT 电极21~23的两侧,分别设置了备有多个沿着Y轴方向形成的电极指的反射器24、25。
另外,声表面波元件的电极图案F中,IDT电极21以及反射器24,与接地用端子26相连接,IDT电极23以及反射器25,与接地用端子27相连接。
另一方面,安装有声表面波元件2的安装用基板200如图13所示,成为层积有如下结构的构造:与声表面波2相互面对而粘合的面的上面层101、形成有作为通孔的贯通导体120的第1贯通导体层102、内部电极图案层103、形成有贯通导体140的第2贯通导体层104、下面电极图案层105、以及下面电介质层106。
安装用基板200的上面层101中,在与连接用端子11、12、13相面对的位置上,配设有连接用焊盘导体111、112、113,在与接地用端子14、15相面对的位置上,配设有接地用导体114、115。另外,在与接地用端子26、27相面对的位置上,配设有接地用导体116、117。并且接地用导体114~117与贯穿安装用基板200的第1贯通导体层102所形成的贯通导体124~127相接合。
通过该构造,声表面波元件2能够经安装用基板200,进行与其他电路部件之间的电连接。
另外,声表面波元件2的接地用端子14与15,如图12所示,相对于通过设置在中央的IDT电极4的中心的A轴,非对称地被配置。
另外,与接地用端子14与15相对应的安装用基板200的接地用导体114与115,也如图13所示,相对于A’轴非对称地设置,与接地用端子14和15相对应的贯通接地导体124与125,也相对于A’轴非对称地被配置。
将该声表面波元件2向安装用基板200上安装的声表面波装置S2,具有不平衡一平衡变换器的功能。
另外,通过非对称地配置接地用端子14、15、接地用导体114、115、以及贯通接地导体124、125的每个,能够成为在声表面波元件2的接地用端子14、15中连接有互不相同的电感成分的状态。
因此,如对照图4所说明的一样,能够降低声表面波元件2的***损 耗与VSWR。并且,由于不会变为连接用端子12、13侧附加了寄生电容的状态,因此声表面波元件2的振幅平衡与相位平衡不会恶化。所以能够提高该声表面波装置S2的特性。
另外,除前述之外,由于声表面波元件2是将声表面波元件的电极图案N与电极图案F级联连接而成的构造,因此能够更加大幅衰减所期望的通过带域外的信号。通过这样,具有该声表面波元件2的声表面波装置,能够良好地分离并提取所期望的通过带域的信号。
图14为表示第2实施方式的声表面波元件的第1变形例的俯视图。
该变形例所涉及的声表面波元件2g中,与图12的声表面波元件的电极图案N相比,IDT电极3以及连接在反射器6的连接用端子14g,比之于IDT电极5以及连接在反射器7的接地用端子15具有非常大的面积。
安装有该声表面波元件2g的声表面波装置,通过增大相对A轴为非对称的接地用端子14g、15的面积比,能够在接地用端子14g、15的布线路径上附加更大地不同的电感成分。由此,减少了具有该声表面波元件2g的声表面波装置的平衡度的恶化,结果是能够降低声表面波装置的***损耗与VSWR。
图15为表示第2实施方式的声表面波元件的第2变形例的俯视图。
声表面波元件2h中,具有如下形状:即在图12所示的声表面波元件2中的连接用端子11与声表面波元件的电极图案F之间连接有声表面波共振子H。
声表面波共振子H,具有:1个以上的IDT电极,其备有多个沿着Y轴方向形成的电极指;以及反射器电极,其分别配置在该IDT电极的两侧,并备有多个沿着Y轴方向形成的电极指。声表面波共振子H,通过该构造而产生1个或1个以上的模式共振。
该声表面波元件2h,由于具有连接了声表面波共振子H的形状,因此能够容易地取得用于输入信号(或输出信号)的连接用端子12、12、13与IDT电极的输入/输出电极之间的阻抗的匹配。
另外,在声表面波元件2h的频率特性中,产生了基于声表面波共振子H的衰减极,因此能够进一步改善通过带域外衰减量。
因此,具有该声表面波元件2h的声表面波装置,能够进一步降低通 过带域内的平衡度的恶化,并能够进一步降低***损耗以及VSWR。
另外,声表面波共振子H,在图15所示的实施方式中,相对于电极图案F串联连接,但也可以相对应电极图案F并联连接。
图16为表示第2实施方式的声表面波元件的第3变形例的俯视图。
该变形例所涉及的声表面波元件2i中,具有在电极图案N与连接用端子12、13之间分别连接有声表面波共振子I1、I2的形状。
声表面波共振子I1、I2,分别具有1个或1个以上的IDT电极,其备有多个沿着Y轴方向形成的电极指;以及反射器电极,其分别配置在该IDT电极的两侧,并备有多个沿着Y轴方向形成的电极指。
声表面波元件2i,通过该构成,能够降低通过带域内的平衡度的恶化,并进一步降低***损耗以及VSWR。
另外,声表面波共振子I1、I2,在图16所示的实施方式中,相对于电极图案N串联连接,但也可以将声表面波共振子I1、I2相对于电极图案N并联连接。
图17为表示第2实施方式的声表面波元件的第4变形例的俯视图。
声表面波元件2j,具有:声表面波元件的电极图案J1,其在图12所示的声表面波元件的电极图案N的构成中***有***反射器8j、9j;以及声表面波元件的电极图案J2,其在声表面波元件的电极图案F的构成中***有***反射器28j、29j。
该声表面波元件的电极图案J1,是如下结构:即在图12所示的声表面波元件的电极图案N的IDT电极之间(IDT电极3、4间与IDT电极4、5间)分别设置了***反射器8j、9j,所述***反射器8j、9j备有多个沿Y轴方向形成的电极指。***反射器8j、9j,以其相邻的电极指的中心间距从两端部向中心部逐渐变窄的方式形成。
另外,声表面波元件的电极图案J2是如下结构:即在图12所示的声表面波元件的电极图案F的IDT电极之间(IDT电极22、21之间与IDT电极22、23之间),分别设置了备有多个沿Y轴方向形成的电极指的***反射器28j、29j。***反射器28j、29j,以其相邻的电极指的中心间距从两端部向中心部逐渐变窄的方式形成。
该声表面波元件2j,通过变更***反射器8j、9j的电极指间距,能够 对由IDT电极4激励起的声表面波所产生的多重耦合(結合)的驻波模式的周期进行调整,因此能够通过该驻波模式的共振现象,而控制滤波频率。所以,具有该声表面波元件2j的声表面波装置,能够得到更宽带域且低损耗的良好电气特性。
图18为表示第2实施方式的声表面波元件的第5变形例的俯视图。
该变形例所涉及的声表面波元件2k,与图12所示的声表面波元件2相比,反射器6中连接有接地用端子14k,IDT电极3中连接有接地用端子16k,反射器7中连接有接地用端子15k,IDT电极5中连接有接地用端子17k。接地用端子14k、16k相比于接地用端子15k、17k,具有较大的面积。
关于该声表面波元件2k,相对于A轴对称地配置接地用端子14k~17k以外的电极图案,能够进一步改善具有该声表面波元件2k的声表面波装置的平衡度。
下面对图13所示的安装用基板200的变形例之结构进行说明。
图19为表示图13所示的第2实施方式的安装用基板的第1变形例的各层的俯视图。
该变形例所涉及的安装用基板200g中,相比于图13所示的安装用基板200的接地用导体114,接地用导体114g的直径(剖面积)较大。并且,连接在接地用导体114g的贯通接地导体124g,与贯通接地导体124相比,其直径(剖面积)也较大。
也即,提高了接地用导体114g与115的直径(剖面积)的比,以及贯通接地导体124g与125的直径(剖面积)的比。由此,能够容易地控制接地用导体114g、贯通接地导体124g中所产生的电感,以及接地用导体115、贯通接地导体125中所产生的电感。通过这样,由于抑制了在声表面波装置的连接用端子12、13中附加寄生电容,从而能够良好地保持平衡度,同时,具有该安装用基板200g的声表面波装置,能够降低***损耗与VSWR。
图20为表示图13所示的第2实施方式的安装用基板的第2变形例的相关各层的俯视图。
图20所示的安装用基板200h中,相当于图19中所示的安装用基板 200g中的接地用导体124g的部分,作为多个贯通接地导体124h(本实施方式中为2条)而形成。
安装用基板200h通过该构成,以贯通接地导体124h与贯通接地导体125相对于A’轴条数不同的方式而形成。因此得到了与图19所示的安装用基板200h几乎相同的效果。
另外,如图20所示那样,最好将多条地形成的贯通接地导体124h中的1条,设置在关于A’轴与贯通接地导体125对称的位置上。
如上所述,如图13、图19以及图20所示的安装用基板200、200g、200h中,在对应于接地用导体115的接地用导体114、114g、114h,和/或对应于贯通接地导体125的贯通接地导体124、124g、124h中,相对于A’轴成为非对称设置,和/或在剖面积中设置差别,作为结果,具有安装用基板200(200g、200h)的声表面波装置能够降低***损耗与VSWR。
另外,所述声表面波元件1、la~1e、2、2g~2k中,除了用于接地而备置的接地用端子(14、15)、接地用导体(114、115)以及贯通接地导体(124、125)外,各种电极图案,最好相对A轴、A’轴对称地配置。
包含有前述声表面波元件的本发明的声表面波装置,非常适用于移动体通信机器等的高频电路。
图21为表示移动电话机的高频电路90的方框回路图。
由移动电话机所发送的高频信号,被声表面波滤波器91去除其不需要的信号,由功率放大器92进行放大之后,通过隔离器93与安装有本发明的声表面波装置的分路滤波器(分波器)94,从天线99发射出来。
另外,通过天线99所接收到的高频信号,被所述分路滤波器94所分割,由低噪声放大器95进行放大,并由声表面波滤波器96去除了其不需要的信号之后,由放大器97再次进行放大并由混频器98变换成低频信号。
如上所述,通过将具有所述声表面波元件的本发明的声表面波装置应用于分路滤波器94,能够提供一种作为振幅平衡度与相位平衡度不会恶化并降低了***损耗与VSWR的高品质的声表面波滤波器而发挥功能的分路滤波器94。其结果是,能够得到具有良好的特性的高频回路90。
另外,本发明的实施并不仅限于所述方式。例如若参照图1而进行说明,则在中央的IDT电极4中,一对梳状电极中的一方至少被分割为二, 在分割后的梳状电极上的每个上连接着连接用端子12、13,另外,在配置于中央的IDT电极4的两侧的IDT电极3、5上,分别在一方的梳状电极中连接着连接用端子11,这些连接用端子11、12、13可以采用如下大小、形状:即以比布线大的方式形成的圆形、椭圆形、三角形、四边形、五边形或五边形以上的多边形等各种各样的大小、形状。另外还可以采用与布线几乎同样大小的圆形、椭圆形、三角形、四边形、五边形或五边形以上的多边形等各种各样的大小、形状。进而还可以采用以与布线几乎相同的宽度形成为十字状的形状。
<实施例>
下面对本发明的声表面波装置的实施例进行说明。
对将图1所示的声表面波元件1向图2所示的安装用基板100安装后所得到的声表面波装置S1,进行具体说明。
这里,制作出具有在移动体通信装置中所使用的1800MHz带中的中心频率的PCS(Personal Communication Service)规格的声表面波装置S1。
首先,基础(base)基板使用38.7°Y切X传输的LiTaO3单晶体。该“基础基板”是指切割(dicing:切断)成一个个压电基板19之前的基板。
并且,关于在基础基板的各个压电基板19上所形成的IDT电极3~5,反射器电极6、7,连接布线,端子11~15等各种电极图案,如下所述那样,使用溅射装置、缩小投影曝光器(Stepper:逐次移动式曝光装置)或RIE(Reactive Ion Etching)装置,,进行光刻而形成。
通过丙酮、IPA(异丙醇)等对该基础基板进行超声波清洗,去除有机成分。
接下来,通过洁净烘箱对基础基板进行充分干燥之后,进行成为各种电极图案的金属膜的成膜(deposite)。金属膜的成膜中使用溅射装置,金属膜的材料使用A1(99质量%)-Cu(1质量%)合金。此时的金属膜的厚度,约为0.16μm。
接下来,通过旋涂法在金属膜上形成约0.5μm厚的光致抗蚀剂层。之后,通过缩小投影曝光装置(Step and Repeat Exposure Systems)(逐次移动式曝光装置)构图为所期望的形状,在显影装置中通过碱性显影液溶解不需要的部分的光致抗蚀剂层,显现出所期望的图案。之后,通过RIE 装置进行金属膜的蚀刻,完成构图。这样,能够在基础基板上得到声表面波元件1的各种电极图案。
接下来,在形成有各种电极图案的区域中,使用CVD(Chemical VaporDeposition)装置,以约0.02μm的厚度形成SiO2膜作为保护膜。
之后,在所述基础基板的形成有各种电极图案的面上形成光致抗蚀剂层,通过光刻法进行用来在该光致抗蚀剂层中形成倒装用开口部的构图,使用RIE装置等通过蚀刻形成开口部。之后使用溅射装置,在基础基板的下面的光致抗蚀剂层上,成膜以Al为主要成分的金属膜。此时的金属膜的厚度约为1.0μm。之后,通过剔除法将光致抗蚀剂层以及不需要的位置的Al金属膜同时去除。之后,在开口部中形成用来形成接合层的电极,所述接合层用于将声表面波元件1倒装到外部电路基板等上。
接下来,使用冲击(bump)接合装置,在所述电极焊盘中形成通过Au材料所形成的倒装芯片用粘合层。该粘合层的直径约为80μm,厚度约为30μm。
接下来,在基础基板中沿着其分割线(切割线)进行切割加工,分割出一个个声表面波元件1作为芯片。
接下来,制作出安装用基板100。安装用基板100的各层101~106,作为绝缘性材料,通过多层层积由陶瓷或玻璃陶瓷等材料所形成的绝缘层而构成。之后,将通过有机溶媒等将陶瓷等金属氧化物与有机粘合剂均匀混合起来的料浆成型为薄板状,制作出印刷电路基板,形成贯通导体120、140等的图案。之后,将这些印刷电路基板层积压接起来,形成为一体并进行烧制,通过这样制作出安装用基板100。
之后,以各个芯片的端子11~15的形成面为下面,并通过倒装芯片安装装置,将芯片载置固定到安装用基板100上。安装用基板100采用多层层积有陶瓷层的2.5×2.0mm见方(角)的层积构造。接下来,在N2气体环境下进行烘烤。
这样,制作出具有图1所示的声表面波元件1与图2所示的安装用基板100的声表面波装置S1。
当然,能够通过与前述相同的方法制作出:具有声表面波元件1a~1e、2、2g~2k、安装用基板100a、100b、200、200g、200h的声表面波装置。
接下来,对本发明的声表面波装置的各种频率特性进行测定。
以下所说明的图24~图26中,根据以下条件进行各个声表面波装置的频率特性的测定。
以下的测定中,使用在安装用基板100(参照图2)上安装有声表面波元件1(参照图1)的声表面波装置S1。该声表面波装置S1对配置接地用端子14、接地用导体114、以及贯通接地导体124的位置进行调整,并以该声表面波装置S1的接地用端子14、15中所产生的电感成分的大小分别为L1、L2的方式进行调节。这里设为数值L1=0.1nH,L2=0.18nH。该数值满足0.1nH≤L1≤0.3nH,0.1nH≤L2≤0.3nH,并且0.1nH≤|L1-L2|≤0.2nH。
另一方面,作为比较例,使用在安装用基板100p(参照图23)上安装有声表面波元件1p(参照图22)的声表面波装置P。
图22所示的声表面波元件1p中,与声表面波元件1相比,相对于A轴,接地用端子14p与15配置为对称的位置与形状。
图23所示的安装用基板100p中,与安装用基板100相比,相对于A’轴,接地用导体114p与接地用导体115以对称的位置和形状被配置,贯通接地导体124p与贯通接地导体125对称的位置与形状被配置。
以下的测定中,使用多端口网络分析仪(安捷伦公司(AgilentTechnologies社制“E5071A”)作为测定机器,在频率1640~2140MHz中,输入0dBm的信号,在801点的测定点中测定声表面波装置S1与声表面波装置P。各个声表面波装置S1与声表面波装置P的样品数为30个。
图24~图26的曲线图中,实线表示本发明的声表面波装置S1的滤波特性,虚线表示比较例的声表面波装置P的滤波特性。
图24为表示声表面波装置S1、P的频率与***损耗之间的关系的曲线图。
根据图24,本发明的声表面波装置S1,在频率为1947MHz时,***损耗约为1.97dB。另一方面,比较例的声表面波装置P,在频率为1947MHz(以及1941MHz)时,***损耗约为1.99dB。
另外,根据图24,本发明的声表面波装置S1,在频率约为1930~1960MHz中,与比较例的声表面波装置P相比,***损耗平均改善了约 0.02dB程度。
因此,可以说,包含该声表面波元件1的本发明的声表面波装置S1,能够改善通过带域内的***损耗。这种情况可以认为是由于:成为声表面波元件1的等效电路中声表面波元件1的接地用端子14、15中附加了电感成分的状态,产生了与在连接用端子12、13中连接有匹配电路的情况相同的作用。
图25为表示声表面波装置S1、P的频率与VSWR之间的关系的曲线图。
根据图25,在本发明的声表面波装置S1中,与比较例的声表面波装置P相比,滤波特性的通过带域内的VSWR整体被减少。特别是在约1915MHz~1955MHz之间,VSWR平均减少了约0.1。
因此,可以说,通过该结构本发明的声表面波装置S1能够降低通过带域内的VSWR。这种情况可以认为是由于,声表面波装置S1的接地用端子中附加了电感成分。
图26(a)为表示声表面波装置S1、P的频率与振幅平衡度之间的关系的曲线图,图26(b)为表示频率与相位平衡度之间的关系的曲线图。
根据图26(a),本发明的声表面波装置S1,与比较例的声表面波装置P相比,在频率约为1900MHz~2000MHz之间,能够将振幅平衡度接近于“0dB”。
另外,根据图26(b),本发明的声表面波装置S1,与比较例的声表面波装置P相比,在频率约为1910MHz~2000MHz之间,能够将相位平衡度接近于“0度”。
因此,可以说,本发明的声表面波装置S1,能够改善通过带域中的振幅平衡度与相位平衡度。这种情况可以认为是由于:成为声表面波元件1的接地用端子14、15中附加了值被调整后的电感成分的状态,由此产生了与在连接用端子12、13中连接有匹配电路的情况相同的作用。
以下所说明的图29~图31中,根据以下的条件测定各个声表面波装置的频率特性。
以下的测定中,使用在安装用基板200(参照图13)中安装有声表面波元件2(参照图12)的声表面波装置S2。该声表面波装置S2对配置接 地用端子14、接地用导体114、和贯通接地导体124的位置进行调整,并进行调节,以使得该声表面波装置S2的接地用端子14、15中所产生的电感成分的大小分别成为L1、L2。这里设为数值L1=0.1nH,L2=0.18nH。
另一方面,作为比较例,使用在安装用基板200q(参照图28)中安装有声表面波元件2q(参照图27)的声表面波装置Q。
在图27所示的声表面波元件2q中,与声表面波元件2相比,相对于A轴,接地用端子14q与15以对称的位置和形状被配置。
图28所示的安装用基板200q中,与安装用基板200相比,相对于A’轴,接地用导体114q和接地用导体115以对称的位置和形状被配置,贯通接地导体124q和贯通接地导体125以对称的位置与形状被配置。
以下的测定中,使用多端口网络分析仪(安捷伦公司制“E5071A”)作为测定机器,在频率780~960MHz中,输入0dBm的信号,在800点的条件下对测定点测定声表面波装置S2、Q。各个声表面波装置S2与声表面波装置Q的样本数为30个。
另外,图29~图31的曲线图中,实线表示本发明的声表面波装置S2的滤波特性,虚线表示比较例的声表面波装置Q的滤波特性。
图29为表示声表面波装置S2、Q的频率与***损耗之间的关系的曲线图。
根据图29,本发明的声表面波装置S2,在频率为887MHz时,***损耗约为1.64dB。另外,比较例的声表面波装置Q,在频率为887MHz时,***损耗约为1.65dB。
因此,本发明的声表面波装置S2,在频率约为870~892MHz中,与比较例的声表面波装置Q相比,***损耗平均降低了约0.01dB程度。
因此,可以说含有该声表面波元件2的本发明的声表面波装置S2,能够降低通过带域内的***损耗。这种情况可以认为是由于:成为声表面波元件2的接地用端子14、15中附加连接有其值进行了调整的电感成分的状态,由此产生了与在连接用端子12、13中连接有匹配电路的场合下相同的作用。
图30为表示声表面波装置S2、Q的频率与VSWR之间的关系的曲线图。
根据图30,本发明的声表面波装置S2中,与比较例的声表面波装置Q相比,滤波特性的通过带域内的VSWR被降低。特别是在约870MHz~898MHz之间,VSWR平均减少了约0.3。
因此,可以认为,通过该构成本发明的声表面波装置S2能够降低通过带域内的VSWR。这种情况可以认为是由于:变成了声表面波装置S2的接地用端子中附加了电感成分的状态,起到了与在连接用端子12、13中连接有匹配电路的情况几乎相同的作用。
图31(a)为表示声表面波装置S2、Q的频率与振幅平衡度之间的关系的曲线图,图31(b)为表示频率与相位平衡度之间的关系的曲线图。
根据图31(a),本发明的声表面波装置S2,与比较例的声表面波装置Q相比大致相同,能够在频率约为865MHz~910MHz之间将振幅平衡度接近于“0dB”。
另外,根据图26(b),本发明的声表面波装置S2,与比较例的声表面波装置Q几乎一样,在频率约为865MHz~910MHz之间,相位平衡度能够接近“0度”。
因此,通过该构成,本发明的声表面波装置S2能够改善通过带域中的振幅平衡度与相位平衡度。这种情况可以认为是由于:通过在声表面波元件2的接地用端子14、15中附加电感成分,产生了与在连接用端子12、13中连接有匹配电路的情况相同的作用。
另外,如果将与声表面波装置的接地用端子相连接的电感成分的大小L1、L2设为0.5nH,与以往例相比平衡度便会恶化。因此,本发明中最好让接地用端子14或15中所产生的电感成分L1、L2的大小分别处于约0.1~0.3nH的范围内。另外,最好满足0.1nH≤|L1-L2|≤0.2nH。
Claims (13)
1.一种声表面波元件,是一种借助于形成在压电基板上的IDT电极,激励声表面波的声表面波元件,其特征在于,
具有:
压电基板;以及
3个或3个以上的奇数个IDT电极,其沿着在所述压电基板上传输的声表面波的传输方向而形成,
所述奇数个IDT电极在形成于中央的IDT电极的两侧所设置的IDT电极中的一侧所设置的IDT电极连接有第1基准电位用端子,且另一侧所设置的IDT电极连接有第2基准电位用端子;
所述第1和第2基准电位用端子,相对于假想中心轴形成为非对称,所述假想中心轴通过所述形成于中央的IDT电极的中心并设置在与所述传输方向垂直的方向上,并且所述第1与第2基准电位用端子的每个中所产生的电感成分的大小,为0.1nH或0.1nH以上,0.3nH或0.3hH以下。
2.如权利要求1所述的声表面波元件,其特征在于,
所述奇数个IDT电极中,构成所述形成在中央的IDT电极的一对梳状电极中的一方,至少分割为两部分。
3.如权利要求2所述的声表面波元件,其特征在于,
在所述被分割后的梳状电极的每一个上,分别连接着连接用端子。
4.如权利要求1所述的声表面波元件,其特征在于,
所述第1和第2基准电位用端子,以位置、形状、和面积中的至少一方不同的方式而形成,以便使,相对于所述假想中心轴形成为非对称。
5.如权利要求1所述的声表面波元件,其特征在于,
具有反射器电极,所述反射器电极分别配置在所述奇数个IDT电极的两侧并备有多个形成在与所述传输方向相垂直的方向上的电极指。
6.如权利要求3所述的声表面波元件,其特征在于,
所述连接用端子与所述奇数个IDT电极之间,至少连接着1个或1个以上的声表面波共振子。
7.一种声表面波元件,是一种借助于形成在压电基板上的IDT电极,激励声表面波的声表面波元件,其特征在于,
具有:
压电基板;以及
3个或3个以上的奇数个IDT电极,其沿着在所述压电基板上传输的声表面波的传输方向而形成,
所述奇数个IDT电极在形成于中央的IDT电极的两侧所设置的IDT电极中的一侧所设置的IDT电极连接有第1基准电位用端子,且另一侧所设置的IDT电极连接有第2基准电位用端子;
所述第1和第2基准电位用端子,相对于假想中心轴形成为非对称,所述假想中心轴通过所述形成于中央的IDT电极的中心并设置在与所述传输方向垂直的方向上,所述第1与第2基准电位用端子的每个中所产生的电感成分的大小之差,为0.1nH或0.1nH以上,0.2nH或0.2nH以下。
8.一种声表面波装置,具有借助于形成在压电基板上的IDT电极而激励声表面波的声表面波元件,以及安装该声表面波元件的安装用基板,其特征在于,
所述声表面波元件,具有压电基板,以及沿着在所述压电基板上传输的声表面波的传输方向而形成的、3个或3个以上的奇数个IDT电极,
所述奇数个IDT电极在形成于中央的IDT电极的两侧所设置的IDT电极中的一侧所设置的IDT电极连接有第1基准电位用端子,且另一侧所设置的IDT电极连接有第2基准电位用端子,
所述第1与第2基准电位用端子,相对于假想中心轴形成为非对称,所述假想中心轴通过所述形成于中央的IDT电极的中心并设置在与所述传输方向垂直的方向上;
所述安装用基板,设有与所述第1以及第2基准电位用端子相面对而设置的第1和第2接地用导体,
并且,具有从所述第1和第2接地用导体贯通所述安装用基板而连接的第1与第2贯通接地导体,所述第1与第2贯通接地导体,相对于所述假想中心轴形成为非对称。
9.如权利要求8所述的声表面波装置,其特征在于,
所述第1和第2接地用导体,相对于所述假想中心轴形成为非对称。
10.如权利要求9所述的声表面波装置,其特征在于:
所述第1和第2接地用导体,以位置、形状、和面积中的至少一方不同的方式而形成,以便使相对于所述假想中心轴形成为非对称。
11.如权利要求8所述的声表面波装置,其特征在于,
所述第1和第2贯通接地导体,以直径、剖面形状和条数中的至少一个不同的方式而形成,以便使相对于所述假想中心轴形成为非对称。
12.一种通信装置,其特征在于,
具有包含有权利要求8所述的声表面波装置的接收电路。
13.一种通信装置,其特征在于,
具有包含有权利要求8所述的声表面波装置的发送电路。
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C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |