JP2017212628A - 弾性波デバイス - Google Patents
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Abstract
【課題】アイソレーション特性を向上させること。
【解決手段】上面に第１弾性波フィルタが設けられた第１基板１０と、前記第１基板の上面にバンプ３６を介しフリップチップ実装され、前記第１基板の上面と空隙を介し対向する下面に第２弾性波フィルタが設けられた第２基板２０と、前記第１基板の上面に支持され、前記第１弾性波フィルタの少なくとも一部と前記第２弾性波フィルタの少なくとも一部との間に前記空隙２６を介し設けられたシールド電極３７と、を具備する弾性波デバイス。
【選択図】図１
【解決手段】上面に第１弾性波フィルタが設けられた第１基板１０と、前記第１基板の上面にバンプ３６を介しフリップチップ実装され、前記第１基板の上面と空隙を介し対向する下面に第２弾性波フィルタが設けられた第２基板２０と、前記第１基板の上面に支持され、前記第１弾性波フィルタの少なくとも一部と前記第２弾性波フィルタの少なくとも一部との間に前記空隙２６を介し設けられたシールド電極３７と、を具備する弾性波デバイス。
【選択図】図１
Description
本発明は、弾性波デバイスに関し、基板に設けられた弾性波フィルタを有する弾性波デバイスに関する。
弾性波デバイスのパッケージング方法として、弾性波素子が設けられたチップをフェースダウン実装し、チップの周りを封止部材で覆う方法が知られている。特許文献１には、表面にそれぞれ弾性波素子が形成された２つの基板を、弾性波素子が空隙を介し対向するように、中間層を介し接合することが記載されている。
弾性波フィルタを異なる面に形成し、積層することにより、弾性波デバイスの小型化が可能となる。しかしながら、弾性波フィルタ同士が干渉し、アイソレーション特性が劣化する。
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、アイソレーション特性を向上させることを目的とする。
本発明は、上面に第１弾性波フィルタが設けられた第１基板と、前記第１基板の上面にバンプを介しフリップチップ実装され、前記第１基板の上面と空隙を介し対向する下面に第２弾性波フィルタが設けられた第２基板と、前記第１基板の上面に支持され、前記第１弾性波フィルタの少なくとも一部と前記第２弾性波フィルタの少なくとも一部との間に前記空隙を介し設けられたシールド電極と、を具備する弾性波デバイスである。
上記構成において、前記シールド電極は、複数の開口を有する構成とすることができる。
上記構成において、前記第１弾性波フィルタは複数の弾性波共振器を有し、前記シールド電極は、平面視において前記複数の弾性波共振器の少なくとも一部と重なる構成とすることができる。
上記構成において、前記シールド電極は単体で、平面視において前記複数の弾性波共振器のうち複数と重なる構成とすることができる。
上記構成において、複数の前記シールド電極は、平面視においてそれぞれ前記複数の弾性波共振器のうち複数と重なる構成とすることができる。
上記構成において、前記第１弾性波フィルタは高周波信号が入力する入力端子と高周波信号が出力する出力端子との間に接続され、前記シールド電極は、平面視において前記入力端子と前記第１弾性波フィルタのうち最も前記入力端子側に接続された弾性波共振器とを接続する入力パッドおよび入力配線の少なくとも一部と重なる構成とすることができる。
上記構成において、前記シールド電極は、平面視において前記出力端子と前記第１弾性波フィルタのうち最も前記出力端子側に接続された弾性波共振器とを接続する出力パッドおよび出力配線と重ならない構成とすることができる。
上記構成において、前記第１弾性波フィルタは複数の弾性波共振器を有し、前記第１弾性波フィルタは高周波信号が入力する入力端子と高周波信号が出力する出力端子との間に接続され、前記シールド電極は、平面視において前記複数の弾性波共振器のうち最も前記入力端子側に接続された弾性波共振器と重なる構成とすることができる。
上記構成において、前記シールド電極は、平面視において前記複数の弾性波共振器のうち前記最も入力端子側に接続された弾性波共振器以外の弾性波共振器と重ならない構成とすることができる。
上記構成において、前記第１弾性波フィルタおよび前記第２弾性波フィルタのいずれか一方は共通端子と送信端子との間に接続された送信フィルタであり、前記第１弾性波フィルタおよび前記第２弾性波フィルタの他方は前記共通端子と受信端子との間に接続され受信フィルタである構成とすることができる。
上記構成において、前記第１弾性波フィルタと前記第２弾性波フィルタとの通過帯域は異なる構成とすることができる。
本発明によれば、アイソレーション特性を向上させることができる。
以下、図面を参照し本発明の実施例について説明する。
図１は、実施例１に係る弾性波デバイスの断面図である。図１に示すように、基板１０上に基板２０が搭載されている。基板１０は支持基板１０ａと圧電基板１０ｂとを有する。支持基板１０ａは例えばサファイア基板、スピネル基板、アルミナ基板またはシリコン基板である。圧電基板１０ｂは、例えばタンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板である。圧電基板１０ｂは支持基板１０ａの上面に接合されている。圧電基板１０ｂと支持基板１０ａの接合面は平面であり平坦である。
基板１０の上面に弾性波共振器１２、配線３４、パッド３５ａおよび３５ｂ並びに環状電極４４が設けられている。弾性波共振器１２および配線３４は金属層１７で形成され、パッド３５ａおよび３５ｂは金属層１７と金属層１７上に設けられた金属層１８で形成されている。配線３４は、金属層１７および１８により形成されていてもよい。弾性波共振器１２において、金属層１７上に絶縁体からなる保護膜１３を設けてもよい。金属層１７は、例えばアルミニウム層または銅層である。金属層１８は、例えば銅層または金層である。
基板１０の下面に端子３０ａおよび３０ｂが設けられている。端子３０ａおよび３０ｂは、弾性波共振器１２および２２を外部と接続するためのフットパッドである。基板１０を貫通するビア配線３２ａおよび３２ｂが設けられている。ビア配線３２ａおよび３２ｂはそれぞれパッド３５ａおよび３５ｂと端子３０ａおよび３０ｂとを電気的に接続する。シールド電極３７が弾性波共振器１２の上方に空隙２６を介し設けられている。パッド３５ａ上に支持体３８が設けられている。支持体３８はシールド電極３７を基板１０の上面に支持する。端子３０ａおよび３０ｂ、ビア配線３２ａおよび３２ｂ、シールド電極３７および支持体３８は例えば銅層、アルミニウム層または金層等の金属層である。環状電極４４は、ニッケル層等の金属層である。
基板２０の下面に弾性波共振器２２、配線２７およびパッド２８が設けられている。基板２０は、例えばシリコン基板、ガラス基板等の絶縁基板または半導体基板である。パッド２８は例えば銅層、アルミニウム層または金層等の金属層である。基板２０はバンプ３６を介し基板１０にフリップチップ実装（フェースダウン実装）されている。バンプ３６は、例えば金バンプ、半田バンプまたは銅バンプである。
環状電極４４上に環状封止部４０が設けられている。環状封止部４０は、基板２０の周りを囲っている。基板２０の上面および環状封止部４０の上面に平板状のリッド４２が設けられている。環状電極４４、環状封止部４０およびリッド４２を覆うように保護膜４６が設けられている。環状封止部４０は、例えば半田層等の金属層または樹脂層等の絶縁層である。リッド４２は例えば金属板または絶縁板である。保護膜４６は金属膜または絶縁膜である。環状封止部４０は、金層、銅層または半田層等の金属層、または樹脂層等の絶縁層である。基板１０の上面と基板２０の下面は空隙２６を介し対向している。これにより、弾性波共振器１２と２２は空隙２６を介し対向している。空隙２６は、環状封止部４０、基板１０および２０により封止される。バンプ３６は空隙２６に囲まれている。
端子３０ａおよび３０ｂは、それぞれビア配線３２ａおよび３２ｂ、パッド３５ａおよび３５ｂ並びに配線３４を介し弾性波共振器１２と電気的に接続され、さらに、バンプ３６、パッド２８および配線２７を介し、弾性波共振器２２と電気的に接続されている。端子３０ａは、パッド３５ａおよび支持体３８を介しシールド電極３７と電気的に接続されている。端子３０ａにグランド電位を供給することにより、シールド電極３７を接地できる。
図２（ａ）は、弾性波共振器１２の平面図、図２（ｂ）は、弾性波共振器２２の断面図である。図２（ａ）に示すように、弾性波共振器１２は弾性表面波共振器である。基板１０上にＩＤＴ（Interdigital Transducer）１５と反射器１６が形成されている。ＩＤＴ１５は、互いに対向する１対の櫛型電極１４を有する。櫛型電極１４は、複数の電極指１４ａと複数の電極指１４ａを接続するバスバー１４ｂとを有する。反射器１６は、ＩＤＴ１５の両側に設けられている。ＩＤＴ１５が圧電基板１０ｂに弾性表面波を励振する。ＩＤＴ１５および反射器１６は図１の金属層１７により形成される。
図２（ｂ）に示すように、弾性波共振器２２は圧電薄膜共振器である。基板２０上に圧電膜２４が設けられている。圧電膜２４を挟むように下部電極２３および上部電極２５が設けられている。下部電極２３と基板２０との間に空隙２１が形成されている。下部電極２３および上部電極２５は圧電膜２４内に、厚み縦振動モードの弾性波を励振する。下部電極２３および上部電極２５は例えばルテニウム膜等の金属膜である。圧電膜２４は例えば窒化アルミニウム膜である。弾性波共振器１２および２２は、弾性波を励振する電極を含む。このため、弾性波を規制しないように、弾性波共振器１２および２２は空隙２６に覆われている。
図３は、実施例１における基板１０の上面の平面図である。図３に示すように、基板１０の上面上に複数の弾性波共振器１２、配線３４、パッド３５および環状封止部４０が設けられている。パッド３５にバンプ３６が設けられている。基板１０内にパッド３５に接続するビア配線３２が形成されている。パッド３５は共通パッドＰａ１、送信パッドＰｔ１、受信パッドＰｒ１およびグランドパッドＰｇ１を含む。グランドパッドＰｇ１は図１のパッド３５ａに相当する。送信フィルタ６０は、ラダー型フィルタであり、弾性波共振器１２である直列共振器Ｓ１１およびＳ１２と並列共振器Ｐ１１およびＰ１２を有する。共通パッドＰａ１と送信パッドＰｔ１との間に直列共振器Ｓ１１およびＳ１２が配線３４を介し直列に接続されている。共通パッドＰａ１と送信パッドＰｔ１との間に並列共振器Ｐ１１およびＰ１２が配線３４を介し並列に接続されている。並列共振器Ｐ１１およびＰ１２は配線３４を介しグランドパッドＰｇ１に接続されている。
図３において、支持体３８を実線で示し、シールド電極３７が設けられる領域を破線で囲っている。基板１０の上面に支持体３８が設けられている。支持体３８に接続するシールド電極３７が設けられている。シールド電極３７は支持体３８を介しグランドパッドＰｇ１に接続されている。これにより、シールド電極３７は接地される。
図４は、実施例１におけるシールド電極の平面図である。図４に示すように、シールド電極３７には、複数のスリット３９ａが設けられている。スリット３９ａは弾性波共振器１２の電極指の延伸方向に延伸している。シールド電極３７の枠体の一部は支持体３８として機能する。シールド電極３７の膜厚は、例えば０．５μｍから５μmであり、スリット３９ａの幅は例えば１μｍから５μｍである。スリット３９ａ間のシールド電極３７の幅は例えば０．５μｍから５μｍである。シールド電極３７は、銅層、金層、白金層、またはアルミニウム層等の低抵抗で磁性を有さない金属層である。
図５は、実施例１における基板２０の下面の平面図である。図３との対応をわかり易くするため、基板２０の上から透視した平面図である。図５に示すように、基板２０の下面に複数の弾性波共振器２２、配線２７、パッド２８および環状封止部４０が設けられている。パッド２８にバンプ３６が設けられている。パッド２８は共通パッドＰａ２、受信パッドＰｒ２およびグランドパッドＰｇ２を含む。受信フィルタ６２は、ラダー型フィルタであり、弾性波共振器２２である直列共振器Ｓ２１からＳ２４と並列共振器Ｐ２１からＰ２３を有する。共通パッドＰａ２と受信パッドＰｒ２との間に直列共振器Ｓ２１からＳ２４が配線２７を介し直列に接続されている。共通パッドＰａ２と受信パッドＰｒ２との間に並列共振器Ｐ２１からＰ２３が配線２７を介し並列に接続されている。並列共振器Ｐ２１からＰ２３は配線２７を介しグランドパッドＰｇ２に接続されている。
図６は、実施例１における基板１０の下面の平面図である。図３との対応をわかり易くするため、基板１０の上から透視した平面図である。図６に示すように、基板１０の下面に端子３０が設けられている。端子３０は共通端子Ａｎｔ、送信端子Ｔｘ、受信端子Ｒｘおよびグランド端子Ｇｎｄを含む。共通端子Ａｎｔはビア配線３２を介し共通パッドＰａ１に電気的に接続され、さらにバンプ３６を介し共通パッドＰａ２に電気的に接続されている。送信端子Ｔｘはビア配線３２を介し送信パッドＰｔ１に電気的に接続されている。受信端子Ｒｘはビア配線３２、受信パッドＰｒ１、バンプ３６を介し受信パッドＰｒ２に電気的に接続されている。グランド端子Ｇｎｄはビア配線３２を介しグランドパッドＰｇ１に電気的に接続され、さらにバンプ３６を介しグランドパッドＰｇ２に電気的に接続されている。
以上のように、実施例１の弾性波デバイスは、共通端子Ａｎｔと送信端子Ｔｘとの間に接続された送信フィルタ６０と、共通端子Ａｎｔと受信端子Ｒｘとの間に接続された受信フィルタ６２と、を有するデュプレクサとして機能する。送信フィルタ６０は、送信端子Ｔｘから入力された高周波信号のうち送信帯域の信号を共通端子Ａｎｔに通過させ、その他の信号を抑圧する。受信フィルタ６２は、共通端子Ａｎｔから入力された高周波信号のうち受信帯域の信号を受信端子Ｒｘに通過させ、その他の信号を抑圧する。
図７は、比較例１に係る弾性波デバイスの断面図である。図７に示すように、基板１０と２０との間にシールド電極３７が設けられていない。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。
比較例１および実施例１では、バンプ３６の高さは数μｍから２０μｍである。このため、弾性波共振器１２および配線３４と、弾性波共振器２２および配線２７と、の距離が小さくなる。図７のように、比較例１では、弾性波共振器１２および配線３４と、弾性波共振器２２および配線２７と、が寄生容量Ｃ０により容量結合する。これにより、送信フィルタ６０と受信フィルタ６２とが干渉し、送信フィルタ６０と受信フィルタ６２との間のアイソレーション特性が劣化する。例えば、容量結合を介し、送信信号が受信端子に漏洩してしまう。
実施例１においては、図１および図３のように、シールド電極３７が基板１０（第１基板）の上面に支持されている。シールド電極３７は送信フィルタ６０（第１弾性波フィルタ）の少なくとも一部と基板２０（第２基板）に設けられた受信フィルタ６２（第２弾性波フィルタ）の少なくとも一部との間に空隙２６を介し設けられている。これにより、送信フィルタ６０はシールド電極３７と容量結合する。よって、送信フィルタ６０と受信フィルタ６２との干渉を抑制し、アイソレーション特性を向上できる。
図８（ａ）から図１０（ｃ）は、実施例１に係る弾性波デバイスの製造方法を示す断面図である。図８（ａ）に示すように、支持基板１０ａの上面に圧電基板１０ｂの下面を接合する。この接合はウエハ状態で行なう。接合の方法としては、支持基板１０ａの上面と圧電基板１０ｂの下面とを活性化させて常温接合する方法、または接着剤で接合する方法等がある。圧電基板１０ｂおよび支持基板１０ａにビアホールを形成する。ビアホールは例えばレーザ光を照射して形成する。ビアホール内にビア配線３２を形成する。
図８（ｂ）に示すように、圧電基板１０ｂの上面に弾性波共振器１２、配線３４、パッド３５および環状電極４４を形成する。弾性波共振器１２および配線３４は金属層１７で形成され、パッド３５を金属層１７および１８により形成される。弾性波共振器１２を覆うように保護膜１３を形成する。弾性波共振器１２および配線３４は例えば基板１０側からチタン膜およびアルミニウム膜である。パッド３５は例えば基板１０側からチタン膜および金膜である。さらに、圧電基板１０ｂ上に環状電極４４を形成する。環状電極４４は、例えば基板１０側からチタン膜およびニッケル膜であり、蒸着法およびリフトオフ法を用い形成する。
図８（ｃ）に示すように、基板１０上に弾性波共振器１２、配線３４、パッド３５および環状電極４４を覆うように保護層５０を形成する。保護層５０は例えばフォトレジストである。保護層５０は支持体が形成される領域に開口５１を有する。保護層５０の膜厚は例えば１μｍから３μｍである。保護層５０が薄いとシールド電極３７と送信フィルタ６０とが接触する可能性がある。保護層５０が厚いとシールド電極３７が受信フィルタ６２と接触する可能性がある。保護層５０上に、シード層５６を形成する。シード層５６は、例えば基板１０側から膜厚が１００ｎｍのチタン層および膜厚が５０ｎｍの金層である。チタン層は、パッド３５との密着層である。シード層５６は保護層５０の開口５１を介しパッド３５と接触する。
図８（ｄ）に示すように、シード層５６上に開口５３を有するマスク層５２を形成する。マスク層５２は例えばフォトレジストである。マスク層５２の膜厚は、シード層５６の段差を被覆しシールド電極３７より厚くなるように、例えば５μｍから１０μｍである。開口６１の幅および開口６１間隔は例えば５μｍである。
図９（ａ）に示すように、シード層５６から電流を供給することにより、開口５３内にめっき層５８を電解めっきする。めっき層５８は例えば金層である。めっき層５８の膜厚は、シールド電極３７の強度を確保するため、例えば３μｍから５μｍである。図９（ｂ）に示すように、マスク層５２を例えば剥離液を用い除去する。
図９（ｃ）に示すように、めっき層５８をマスクにシード層５６を除去する。シード層５６の除去には例えばイオンミリング法を用いる。シード層５６およびめっき層５８からシールド電極３７および支持体３８が形成される。シールド電極３７にはスリット３９ａが形成される。保護層５０を例えば剥離液を用い除去する。シールド電極３７にスリット３９ａが形成されているため、剥離液がシールド電極３７と基板１０との間に容易に浸透し、保護層５０を容易に溶出できる。これにより、送信フィルタ６０の表面への残渣等を付着を抑制できる。
図９（ｄ）に示すように、基板１０上に、弾性波共振器１２、配線３４、パッド３５、シールド電極３７および支持体３８を覆うように保護層５４を形成する。保護層５４は例えばフォトレジストである。基板１０の下面を研磨または研削する。これにより、基板１０の下面からビア配線３２が露出する。
図１０（ａ）に示すように、ビア配線３２に接触するように、端子３０を形成する。端子３０は、例えば基板１０側からチタン層、銅層、ニッケル層および金層とすることができる。図１０（ｂ）に示すように、保護層５４を例えば剥離液を用い除去する。図１０（ｃ）に示すように、基板１０上に基板２０をフリップチップ実装する。基板２０は個片化後のチップであり、基板２０の下面に、バンプ３６として例えば金スタッドバンプが形成されている。
その後、基板１０上に基板２０を覆うように半田板を配置する。半田板上にリッド４２を配置する。リッド４２で半田板を基板１０に押圧し半田板の融点以上に加熱する。これにより、半田板が溶融し環状封止部４０が形成される。環状電極４４の上面は半田の濡れ性がよいため環状封止部４０は環状電極４４を介し基板１０に接合する。基板２０の表面は半田の濡れ性がよくないため、環状封止部４０は基板２０の側面に接触したとしても接合はしない。リッド４２は半田の濡れ性がよいため環状封止部４０はリッド４２に接合する。リッド４２は基板２０の上面に接触するが接合しない。ダイシング法を用いリッド４２、環状封止部４０および基板１０を切断する。環状封止部４０の側面を覆うように保護膜４６を形成する。保護膜４６は例えばバレルめっき法を用い形成する。これにより、図１の弾性波デバイスとなる。
以上のようにシールド電極３７を形成することにより、弾性波共振器１２と２２との間隔が１０μｍから２０μｍであっても、その間にシールド電極３７を設けることができる。よって、弾性波デバイスの低背化が可能である。また、シールド電極３７が基板１０に支持されているため、基板２０を基板１０にフリップチップ実装することで、簡単に実装できる。
図１１（ａ）から図１１（ｃ）は、実施例１におけるシールド電極の別の例である。図１１（ａ）に示すように、シールド電極３７は、斜めに延伸するスリット３９ａを有してもよい。図１１（ｂ）に示すように、シールド電極３７は開口３９ｂを有し網状でもよい。図１１（ｃ）に示すように、シールド電極３７は開口３９ｂを有し平板状でもよい。開口３９ｂの形状は円状以外にも多角形状等でもよい。
図１２は、実施例１の変形例１における基板１０の上面の平面図である。図１に示すように、支持体３８が弾性波共振器１２の周りに設けられている。シールド電極３７は弾性波共振器１２ごとに設けられている。
図１３（ａ）および図１３（ｂ）は、実施例１の変形例１におけるシールド電極の例を示す図である。図１３（ａ）に示すように、シールド電極３７はスリット３９ａを有してもよい。図１３（ｂ）に示すように、シールド電極３７はスリット等の開口を有さないベタパターンでもよい。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。
図１４は、実施例１の変形例２における基板１０の上面の平面図である。図１５は、図１４のＡ−Ａ断面図である。図１４および図１５に示すように、シールド電極３７は、送信パッドＰｔ１上、送信パッドＰｔ１と弾性波共振器１２とを接続する配線３４ａ上および直列共振器Ｓ１２および並列共振器Ｐ１２上に設けられている。一方、シールド電極３７は、弾性波共振器１２同士を接続する配線３４ｂ、共通パッドＰａ１、共通パッドＰａ１と弾性波共振器１２とを接続する配線３４ｃ、グランドパッドＰｇ１と弾性波共振器１２とを接続する配線３４ｄ上には設けられていない。シールド電極３７は、直列共振器Ｓ１１および並列共振器Ｐ１１上に設けられていない。
送信パッドＰｔ１、送信パッドＰｔ１に近い配線３４および弾性波共振器１２には大きな電力の高周波信号が伝搬する。よって、受信フィルタ６２に信号が漏洩し易い。そこで、シールド電極３７は、パッド３５のうち送信パッドＰｔ１上、および配線３４のうち送信パッドＰｔ１に近い配線３４ａ上に設けられることが好ましい。また、シールド電極３７は、弾性波共振器１２のうち送信パッドＰｔ１に近い直列共振器Ｓ１２または並列共振器Ｐ１２上に設けられることが好ましい。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。
図１６は、実施例１の変形例３に係る弾性波デバイスの断面図である。図１６に示すように、基板１０と基板２０との間にバンプ３６および環状封止部３９が設けられている。環状封止部３９は、基板１０および２０の縁に設けられている。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。
シールド電極３７は図１３（ｂ）のように開口を有さなくてもよいが、複数のスリット３９ａまたは複数の開口３９ｂを有することが好ましい。これにより、図９（ｃ）において、保護層５０を容易に除去できる。スリット３９ａおよび開口３９ｂの大きさは、保護層５０の除去の観点および図８（ｄ）のマスク層５２のパターン作製の精度の観点から例えば１μｍから５μｍである。保護層５０の除去のためには開口としてスリット３９ａが設けられることが好ましい。開口がスリット３９ａの場合、マスク層５２のパターンを精度よく形成するため、スリット３９ａの延伸方向は配線の延伸方向に対し直交することが好ましい。
シールド電極３７は、平面視において複数の弾性波共振器１２の少なくとも一部と重なることが好ましい。これにより、弾性波共振器１２と受信フィルタ６２との容量結合を抑制することができる。
図３のように、シールド電極３７は単体で、平面視において複数の弾性波共振器１２のうち複数と重なる。これにより、複数の弾性波共振器１２と受信フィルタ６２との容量結合を抑制することができる。
図１２のように、複数のシールド電極３７は、平面視においてそれぞれ複数の弾性波共振器１２のうち複数と重なる。これにより、１つあたりのシールド電極３７を小さくすることができる。よって、シールド電極３７の強度を確保できる。
送信フィルタ６０は送信端子Ｔｘ（高周波信号が入力する入力端子）と共通端子Ａｎｔ（高周波信号が出力する出力端子）との間に接続されている。この場合、送信端子Ｔｘと最も送信端子Ｔｘ側の弾性波共振器１２とを接続する送信パッドＰｔ１（入力パッドおよび配線３４ａ（入力配線）には、大きな電力の高周波信号が伝搬する。よって、容量結合により受信フィルタ６２に信号が漏洩し易い。そこで、シールド電極３７は、平面視において送信パッドＰｔ１および配線３４ａの少なくとも一部と重なる。これにより、受信フィルタ６２への信号の漏洩を抑制できる。
配線３４ｂおよび３４ｃを伝搬する高周波信号の電力は小さい。特に共通端子Ａｎｔと最も共通端子Ａｎｔ側の弾性波共振器１２とを接続する共通パッドＰａ１（出力パッド)および配線３４ｃ（出力配線）を伝搬する高周波信号は小さい。このため、配線３４ｂおよび３４ｃからの信号の漏洩は少ない。一方、配線３４ｂおよび３４ｃにシールド電極３７が重なると、配線３４ｂおよび３４ｃとグランドとの間に寄生容量が接続される。このため、フィルタ特性が劣化する。よって、シールド電極３７は、平面視において共通パッドＰａ１および配線３４ｃとは重ならないことが好ましく、配線３４ｂおよび３４ｃと重ならないことがより好ましい。また、シールド電極３７と配線３４ｂから３４ｄとが重ならないことが好ましい。これにより、シールド電極３７を小型化できる。
最も送信端子Ｔｘ側に接続された弾性波共振器である直列共振器Ｓ１２および並列共振器Ｐ１２には最も電力の大きな高周波信号が入力する。これにより、直列共振器Ｓ１２および並列共振器Ｐ１２から高周波信号が漏洩し易い。そこで、シールド電極３７は平面視において直列共振器Ｓ１２および並列共振器Ｐ１２の少なくとも一方と重なることが好ましい。
直列共振器Ｓ１２および並列共振器Ｐ１２以外の弾性波共振器１２である直列共振器Ｓ１１および並列共振器Ｐ１１に入力する高周波信号は小さい。このため、直列共振器Ｓ１１および並列共振器Ｐ１１からの信号の漏洩は少ない。一方、直列共振器Ｓ１１および並列共振器Ｐ１１にシールド電極３７が重なると、直列共振器Ｓ１１および並列共振器Ｐ１１とグランドとの間に寄生容量が接続される。このため、フィルタ特性が劣化する。よって、シールド電極３７は、平面視において直列共振器Ｓ１１および並列共振器Ｐ１１とは重ならないことが好ましい。
送信フィルタ６０が形成された基板１０にシールド電極３７を設ける例を説明したが、シールド電極３７は受信フィルタ６２が形成された基板２０に設けてもよい。送信フィルタ６０には受信フィルタ６２に比べ電力の大きな高周波信号が入力する。よって、送信フィルタ６０が形成された基板１０にシールド電極を設けることが好ましい。特に、送信端子Ｔｘと送信フィルタ６０の初段の弾性波共振器１２とを接続する配線３４には最も大きな高周波信号が伝搬する。よってシールド電極３７は、送信端子Ｔｘと送信フィルタ６０の初段の弾性波共振器１２とを接続する配線３４を覆うことが好ましい。
基板１０においては、ビア配線３２および端子３０を介し熱が放出される。よって、発熱の大きい送信フィルタ６０を基板１０に設けることが好ましい。
送信フィルタ６０および受信フィルタ６２を例に説明したが、基板１０および基板２０に設けられたフィルタは送信フィルタおよび受信フィルタでなくてもよい。例えば、基板１０に設けられたフィルタと基板２０に設けられたフィルタとは、それぞれ入力端子と出力端子との間に接続されたフィルタであり、接続されていなくてもよい。例えば周波数分割複信（ＦＤＤ：Frequency Division Duplex）方式の送信帯域と受信帯域とは重ならない。このように、フィルタの通過帯域が異なる場合（例えば通過帯域の中心周波数が異なる場合、または通過帯域が重ならない場合）、フィルタ間のアイソレーション特性が問題となる。よって、シールド電極３７を設けることが好ましい。
受信フィルタ６２および送信フィルタ６０としてラダー型フィルタの例を説明したが、受信フィルタ６２および送信フィルタ６０の少なくとも一方は多重モード型フィルタでもよい。また、基板１０に受信フィルタが設けられ、基板２０に送信フィルタが設けられていてもよい。圧電基板１０ｂが支持基板１０ａに接合された例を説明したが、支持基板は設けられていなくてもよい。
弾性波共振器１２として弾性表面は共振器、弾性波共振器２２として圧電薄膜共振器の例を説明したが、弾性波共振器１２および２２は弾性表面波共振器および圧電薄膜共振器のいずれでもよい。弾性表面波共振器は、保護膜１３を含めても膜厚は０．５μｍ程度である。圧電薄膜共振器では、図２（ｂ）のように、空隙２１、下部電極２３、圧電膜２４および上部電極２５が積層される。このため、圧電薄膜共振器の膜厚は５μｍから１０μｍとなる。弾性波共振器１２および２２の少なくとも一方が圧電薄膜共振器の場合、送信フィルタ６０と受信フィルタ６２との容量結合が大きくなり易い。よって、シールド電極３７を設けることが好ましい。特に、弾性波共振器１２および２２の両方が圧電薄膜共振器の場合、シールド電極３７を設けることが好ましい。
弾性波共振器１２および２２の一方が圧電薄膜共振器、他方が弾性表面波共振器の場合、弾性波表面共振器が形成された基板にシールド電極３７を設けることが好ましい。圧電薄膜共振器が形成された基板にシールド電極３７を形成する場合、シールド電極３７を基板から高く形成することになるためである。
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
１０、２０ 基板
１０ａ 支持基板
１０ｂ、１０ｃ 圧電基板
１２、２２ 弾性波共振器
２６ 空隙
２７、３４ 配線
２８、３５ パッド
３０ 端子
３２ ビア配線
３６ バンプ
３７ シールド電極
３８ 支持体
３９、４０ 環状封止部
６０ 送信フィルタ
６２ 受信フィルタ
１０ａ 支持基板
１０ｂ、１０ｃ 圧電基板
１２、２２ 弾性波共振器
２６ 空隙
２７、３４ 配線
２８、３５ パッド
３０ 端子
３２ ビア配線
３６ バンプ
３７ シールド電極
３８ 支持体
３９、４０ 環状封止部
６０ 送信フィルタ
６２ 受信フィルタ
Claims (11)
- 上面に第１弾性波フィルタが設けられた第１基板と、
前記第１基板の上面にバンプを介しフリップチップ実装され、前記第１基板の上面と空隙を介し対向する下面に第２弾性波フィルタが設けられた第２基板と、
前記第１基板の上面に支持され、前記第１弾性波フィルタの少なくとも一部と前記第２弾性波フィルタの少なくとも一部との間に前記空隙を介し設けられたシールド電極と、
を具備する弾性波デバイス。 - 前記シールド電極は、複数の開口を有する請求項１記載の弾性波デバイス。
- 前記第１弾性波フィルタは複数の弾性波共振器を有し、前記シールド電極は、平面視において前記複数の弾性波共振器の少なくとも一部と重なる請求項１または２記載の弾性波デバイス。
- 前記シールド電極は単体で、平面視において前記複数の弾性波共振器のうち複数と重なる請求項３記載の弾性波デバイス。
- 複数の前記シールド電極は、平面視においてそれぞれ前記複数の弾性波共振器のうち複数と重なる請求項３記載の弾性波デバイス。
- 前記第１弾性波フィルタは高周波信号が入力する入力端子と高周波信号が出力する出力端子との間に接続され、
前記シールド電極は、平面視において前記入力端子と前記第１弾性波フィルタのうち最も前記入力端子側に接続された弾性波共振器とを接続する入力パッドおよび入力配線の少なくとも一部と重なる請求項１から５のいずれか一項記載の弾性波デバイス。 - 前記シールド電極は、平面視において前記出力端子と前記第１弾性波フィルタのうち最も前記出力端子側に接続された弾性波共振器とを接続する出力パッドおよび出力配線と重ならない請求項６記載の弾性波デバイス。
- 前記第１弾性波フィルタは複数の弾性波共振器を有し、
前記第１弾性波フィルタは高周波信号が入力する入力端子と高周波信号が出力する出力端子との間に接続され、
前記シールド電極は、平面視において前記複数の弾性波共振器のうち最も前記入力端子側に接続された弾性波共振器と重なる請求項１から７のいずれか一項記載の弾性波デバイス。 - 前記シールド電極は、平面視において前記複数の弾性波共振器のうち前記最も入力端子側に接続された弾性波共振器以外の弾性波共振器と重ならない請求項８記載の弾性波デバイス。
- 前記第１弾性波フィルタおよび前記第２弾性波フィルタのいずれか一方は共通端子と送信端子との間に接続された送信フィルタであり、
前記第１弾性波フィルタおよび前記第２弾性波フィルタの他方は前記共通端子と受信端子との間に接続され受信フィルタである請求項１から９のいずれか一項記載の弾性波デバイス。 - 前記第１弾性波フィルタと前記第２弾性波フィルタとの通過帯域は異なる請求項１から１０のいずれか一項記載の弾性波デバイス。
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