JP3869919B2 - 弾性表面波装置 - Google Patents
弾性表面波装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3869919B2 JP3869919B2 JP31902897A JP31902897A JP3869919B2 JP 3869919 B2 JP3869919 B2 JP 3869919B2 JP 31902897 A JP31902897 A JP 31902897A JP 31902897 A JP31902897 A JP 31902897A JP 3869919 B2 JP3869919 B2 JP 3869919B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- acoustic wave
- surface acoustic
- output
- external connection
- input
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、弾性表面波装置に関し、さらに詳しくは、複数入出力型であって、かつフェースダウン接続構造の弾性表面波装置において高周波領域の不要信号抑圧度を向上させた構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
弾性表面波（ＳＡＷ）装置は、小型軽量化が容易であることや、通過帯域の周波数特性が優れていることを特徴として、携帯電話を始めとする移動体通信機器などに用途が広がっている。弾性表面波装置は、弾性表面波素子がパッケージに封入されたものであり、弾性表面波素子は、圧電性基板上に、交差指型電極（すだれ状電極）を形成し、これに電気信号を加えることにより、交差指型電極の形状によって決定される通過帯域特性および高周波帯域特性を実現するものである。
【０００３】
ところで、弾性表面波装置は、移動体通信機器において８００MHzから２GHzを超える周波数を通過帯域中心周波数とする弾性表面波フィルタとして使用される。その場合の重要な要求特性の一つとして、中心周波数よりも高周波側における信号抑圧度があげられる。通常、通過帯域の高周波側外側から３GHz程度までの高周波側帯域において、不要信号抑圧度の高いことが求められている。
【０００４】
しかし、電極指パターンの最適化により弾性表面波素子自体の帯域外抑圧度を高くしても、その弾性表面波素子をパッケージに収納して完成品とした弾性表面波装置においては、帯域外抑圧度が極度に劣化することがある。この理由としては、パッケージ内の電極配線形状、パッケージと弾性表面波素子とを電気的に接続する構成方法（ボンディングワイヤ）などに伴う導電部材の電気抵抗、寄生インダクタンスおよび浮遊容量の存在や、入出力間に電磁的結合が起こることなど（以下、これらを総称して寄生成分という）が挙げられる。
【０００５】
ところで、周辺回路の小型化および高機能化に対応して、入力端子および出力端子の少なくとも一方を複数もつ構造（以下、複数入出力構造ということがある）の弾性表面波装置が要求されるようになってきている。例えば、弾性表面波装置の外部に接続される回路が平衡入出力を持つ場合に対応するため、ＳＡＷフィルタにおける入出力の平衡化が進みつつある。入出力の平衡化は、コモンモードノイズの低減や使用電源の低電圧化などに寄与する点でも注目されている。しかし、平衡入出力型ＳＡＷフィルタでは入力端子および出力端子の少なくとも一方が複数存在するので、前記寄生成分の成り立ちがより複雑である。このため、帯域外抑圧度の劣化を防ぐことがより困難となる。このような事情は、平衡入出力型ＳＡＷフィルタに限らず、複数入出力構造の弾性表面波装置について一般的にいえることである。
【０００６】
ＳＡＷフィルタにおいて帯域外抑圧度の劣化を生じさせる前記寄生成分のうち、最も影響が大きいのはボンディングワイヤの持つインダクタンスであると考えられる。したがって、高周波帯の弾性表面波装置にはボンディングワイヤを用いない構成が適している。
【０００７】
ボンディングワイヤを用いない弾性表面波装置の構成としては、パッケージと弾性表面波素子の表面とを対向させ、導電バンプにより電気的に接続するフェースダウン接続がある。導電バンプを用いたフェースダウン接続の従来技術としては、例えば、特開平４−６５９０９号公報に開示されたものがある。これには、弾性表面波素子上の入出力用電極パッドおよび接地用電極パッドと、それらにそれぞれ対向配置され接続される入出力用パターンおよび接地用パターンが形成された表面実装用パッケージとを、フェースダウン接続する構成が開示されている。さらに、入出力パターン形成部分以外を覆うようにアースパターンを形成することにより、弾性表面波素子をフェースダウン接続する際の位置決め精度が低くて済むことが、開示されている。しかし、ボンディングワイヤを用いないフェースダウン接続とした弾性表面波装置においても、前記寄生成分がパッケージ自体に存在するので、パッケージに搭載した弾性表面波素子の高周波側帯域抑圧度は、弾性表面波素子単体で実現できるレベルよりも低くなってしまう。同公報には、このような抑圧度劣化に対する知見や解決手段は提示されておらず、また、複数入出力構造についての記載もない。
【０００８】
MWE'95Microwave Workshop Digest p.247-p.248(1995)には、フェースダウン接続構成の他の例が開示されており、ここでは帯域外抑圧度劣化の主要因が入出力間の電磁的結合であることが示されている。この電磁的結合とは、弾性表面波素子、パッケージの電極電気抵抗や寄生インダクタンスや浮遊容量（前述の寄生成分にあたる）に起因する入出力間の電磁的結合である。しかし、この入出力間の電磁的結合を抑圧する手段については開示されておらず、また、複数入出力構造についての記載もない。
【０００９】
弾性表面波装置の帯域外抑圧度を改善する他の従来例として、特公平６−６６６３２号公報に開示された構成が挙げられる。これには、弾性表面波装置をプリント配線板等に搭載する場合の、帯域外抑圧度を改善する構成が開示されている。同公報には、弾性表面波装置を搭載するプリント配線板において接地用パターンを複数に分離し、分離された接地パターン間をインピーダンス素子で接続することにより、帯域外抑圧度を改善できることが示されている。しかし、同公報では、帯域外抑圧度の改善効果は１００MHz以下でしか示されておらず、弾性表面波装置において重要な広範囲での帯域外抑圧度は不明である。また、同公報における弾性表面波装置はプリント配線板に実装されるので、明示はされていないがパッケージ入りのものであることは明らかである。そして、同公報ではパッケージ内部の配線についての検討はなされていないため、８００MHz以上の高周波帯域での抑圧度向上についての知見は得られない。また、同公報記載の方法では、新たに外部回路素子を付加する必要があることも問題である。また、同公報には、複数入出力構造についての記載もない。
【００１０】
日本学術振興会弾性波素子技術第１５０委員会第５２回研究会資料 p.11-p.16(1997)には、フェースダウン接続構造における帯域外特性制御の例が開示されている。ここでも、帯域外抑圧度劣化の要因が前記したような寄生成分であるとして、帯域外特性に生じるトラップの周波数を、外部出力端子の形状により移動させる試みを行っている。しかし、この試みは、特定の弾性表面波素子においてパッケージ側の電極形状をカットアンドトライすることにより合わせ込みを行うものなので、この試みからは、寄生成分を流れる電流を積極的に制御するための知見は得られない。また、この資料には、複数入出力構造についての記載もない。
【００１１】
このように、入力端子および出力端子の少なくとも一方が複数存在する弾性表面波装置に関しては、前記寄生成分に対する知見が乏しいのが現状である。
【００１２】
１９９７年電子情報通信学会総合大会講演論文集 A-11-17 p.292(1997)には、複数の出力をもつ弾性表面波装置についての報告が記載されている。この弾性表面波装置は、不平衡出力型のフィルタを平衡出力型に再構成したものである。この報告には、約５GHzまでの帯域外減衰量が改善できるであろうことが記載されている。しかし、この弾性表面波装置はフェースダウン接続構造ではない。また、実際に素子化したときの配線パターン等の具体的構造が明示されていないこと、理想部品を用いたと仮定して計算により帯域外特性の検討を行っていること、から、同報告に示される帯域外特性を実際に実現することは極めて困難である。
【００１３】
１９９７年電子情報通信学会総合大会講演論文集 A-11-14 p.289および同 A-11-19 p.294(1997)には、平衡入出力型以外の複数出力型ＳＡＷフィルタについての報告が記載されている。これらは、近接する２帯域のフィルタを１つのパッケージに収めたものであり、小型化が可能である。これらの報告には、主に通過帯域近傍でのフィルタ相互のインピーダンス関係を調整することにより、複数のフィルタを収めた場合でもそれぞれの通過帯域近傍での出力特性を良好にできる旨が記載されている。しかし、これらの報告には、フェースダウン接続構造については提示されておらず、これらの報告からは、フェースダウン接続構造での帯域外特性制御に関する知見は得られない。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、入力端子および出力端子の少なくとも一方が複数存在し、かつフェースダウン接続構造をもつ弾性表面波装置において、帯域外抑圧度を向上させることである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記（１）〜（３）のいずれかの構成により達成される。
（１） 弾性表面波素子と表面実装用パッケージとを有し、
弾性表面波素子が、圧電性基板の表面に、弾性表面波を励受振または共振または反射させるための交差指型電極を少なくとも１組と、交差指型電極に接続する電極パッドとを有し、かつ平衡型弾性表面波フィルタを含むものであり、
表面実装用パッケージが、入力用外部接続端子、出力用外部接続端子および接地用外部接続端子からなる外部接続端子と、外部接続端子から表面実装用パッケージの内面に延びる連絡導体とを有し、
圧電性基板の表面と表面実装用パッケージの内面とが対向し、電極パッドと連絡導体とが電気的に接続しており、
表面実装用パッケージに、入力用外部接続端子および出力用外部接続端子の少なくとも一方が複数存在し、かつ、接地用外部接続端子の少なくとも１つと、弾性表面波素子の電極パッドのうち接地用電極パッドの少なくとも１つとを接続する接地用連絡導体が複数存在し、当該接地用連絡導体の少なくとも１つが、対称軸をもたない形状である弾性表面波装置。
（２） 複数存在する入力用外部接続端子に、互いに異なる周波数特性を有する信号が入力される上記（１）の弾性表面波装置。
（３） 複数存在する出力用外部接続端子から、互いに異なる周波数特性を有する信号が出力される上記（１）または（２）の弾性表面波装置。
【００１６】
【作用および効果】
本発明の弾性表面波装置はフェースダウン接続構造である。具体的には、図３に示すように、弾性表面波素子１０（図２参照）の２組の交差指型電極１２ａ、１２ｂが設けられた面と表面実装用パッケージ１（図１参照）とが対向するように接続を行い、さらに、弾性表面波素子１０の上から蓋２０で封止したものである。
【００１７】
図２に示す弾性表面波素子１０は、それぞれ交差指型電極に接続する入力電極パッド１３１および２つの出力電極パッド１３２ａ、１３２ｂを有する。一方、図１に示す表面実装用パッケージ１は、入力用外部接続端子２１および出力用外部接続端子２２ａ、２２ｂを有する。入力用および出力用の外部接続端子は、連絡導体を介して弾性表面波素子の入力電極パッドおよび出力電極パッドに電気的に接続される。
【００１８】
本発明では、このような複数入出力型の弾性表面波装置において、弾性表面波素子の接地用電極パッドの少なくとも１つと、表面実装用パッケージの接地用外部接続端子の少なくとも１つとを接続する接地用連絡導体を、表面実装用パッケージ内面に複数設ける。図１に示す例では、２つの接地用連絡導体３３、３４を設けてある。弾性表面波装置では、電極、連絡導体、外部接続端子等の各部およびこれら各部の間に前記寄生成分が存在するが、本発明に従い接地用連絡導体を複数設けることにより、前記寄生成分に起因して連絡導体を流れる高周波電流を分離したり部分的に集結させたりすることができるため、特別な付加回路を設けることなく帯域外抑圧度や通過帯域近傍抑圧度を向上できる。この効果は、例えば図８に示すような平衡入出力型の弾性表面波フィルタと図７に示す表面実装用パッケージとの組み合わせにおいても、同様に実現する。これに対し、図１３に示す接地用連絡導体３３のように、接地用連絡導体が単数である構成、すなわち電気的に分離されていない構成にすると、接地用連絡導体を流れる高周波電流の分離や集結ができないため、帯域外抑圧度の向上は不可能である。
【００１９】
なお、図１３に示す従来例からわかるように、複数入出力型の表面実装用パッケージでは、接地用連絡導体の形状が入出力用連絡導体の配置によって制限されやすい。しかし、本発明にしたがい複数の接地用連絡導体を設ければ、個々の接地用連絡導体の形状の自由度が大きくなる。その結果、前記寄生成分を流れる高周波電流の制御が容易となる。このような理由で、本発明は複数入出力型の弾性表面波装置において特に高い効果を発揮するのである。
【００２０】
弾性表面波装置が、入力信号および／または出力信号の周波数特性が互いに異なる複数の弾性表面波フィルタを有する場合、接地用連絡導体を複数設けても、これらが図１に示すような対称形状であると、周波数特性の異なる複数の信号における帯域外抑圧度を同等にすることが困難である。この場合には、接地用連絡導体の少なくとも１つを、対称軸をもたない形状とすることにより、各入出力における帯域外抑圧特性をそれぞれ所望のものとすることが可能である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。
【００２２】
具体例Ｉ
図１は、弾性表面波フィルタに用いる表面実装用パッケージ１を示す平面図であり、図２は、この表面実装用パッケージ１にフェースダウン接続される多重モード型弾性表面波素子１０の平面図である。図３は、フェースダウン接続構造の弾性表面波装置の概念を説明するための斜視図である。図４は、図３に示すようにフェースダウン接続され、蓋２０によって密封封止された弾性表面波装置の正面図である。
【００２３】
図１に示す表面実装用パッケージ１の外側面には、外部回路との接続のために、入力用外部接続端子２１と、出力用外部接続端子２２ａ、２２ｂと、入力側の接地用外部接続端子２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄと、出力側の接地用外部接続端子２４とが設けられている。入力用外部接続端子２１からは入力用連絡導体３１が、出力用外部接続端子２２ａ、２２ｂからは出力用連絡導体３２ａ、３２ｂが、接地用外部接続端子２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄからは接地用連絡導体３３が、接地用外部接続端子２４からは接地用連絡導体３４が、それぞれパッケージ内面に延びている。そして、入力用連絡導体３１には接続用パターン４１が、出力用連絡導体３２ａ、３２ｂには接続用パターン４２ａ、４２ｂが、接地用連絡導体３３には接続用パターン４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄが、接地用連絡導体３４には接続用パターン４４ａ、４４ｂが、それぞれ設けられている。
【００２４】
一方、表面実装用パッケージに接続される弾性表面波装置は、圧電性基板の表面に、弾性表面波を励受信または共振または反射させるための交差指型電極を少なくとも１組有し、さらに、交差指型電極に接続する入出力電極パッドと接地用電極パッドとを有する。図２に具体例として示す弾性表面波素子１０は、圧電性基板１１の表面に、２組の交差指型電極１２ａ、１２ｂを有する。両交差指型電極は、櫛形電極群３組を直列に配置し、さらにその両端に反射用櫛形電極を配置したものであり、それぞれが多重モード型フィルタを構成するものである。一方の交差指型電極１２ａには、入力側に入力電極パッド１３１と接地用電極パッド１３３ａ、１３３ｂとが接続され、出力側に出力電極パッド１３２ａと接地用電極パッド１３４ａとが接続されている。他方の交差指型電極１２ｂには、入力側側に入力電極パッド１３１と接地用電極パッド１３３ｃ、１３３ｄとが接続され、出力側に出力電極パッド１３２ｂと接地用電極パッド１３４ｂとが接続されている。すなわち、入力電極パッド１３１は、両交差指型電極において共通である。各電極パッド上には、導電バンプ１４が形成されている。図示例における導電バンプ１４は、バンプボンダーにより形成した金バンプである。
【００２５】
図３に示すように、弾性表面波素子１０は、圧電性基板１１の表面が表面実装用パッケージ１の内面と対向するようにフェースダウン接続される。
【００２６】
本発明では、接地用外部接続端子の少なくとも１つと、弾性表面波素子の接地用電極パッドの少なくとも１つとを接続する接地用連絡導体を、表面実装用パッケージに複数設ける。接地用電極パッドの数が接地用連絡導体の数よりも多い場合には、少なくとも１つの連絡導体に複数の接地用電極パッドを接続すればよい。図１に示す例では、接地用連絡導体を２つ、すなわち、接地用連絡導体３３、３４を設けてある。このように接地用連絡導体を複数設けることより、通過帯域外および通過帯域近傍における抑圧度を向上できる。
【００２７】
次に、図示例における電極パッドと外部接続端子との連絡導体を介した接続状態を、具体的に説明する。弾性表面波素子１０の入力電極パッド１３１および出力電極パッド１３２ａ、１３２ｂは、導電バンプ１４を介して表面実装用パッケージ１の接続用パターン４１および接続用パターン４２ａ、４２ｂにそれぞれ接続され、さらに、入力用連絡導体３１および出力用連絡導体３２ａ、３２ｂを介してそれぞれ入力用外部接続端子２１および出力用外部接続端子２２ａ、２２ｂに接続される。また、交差指型電極１２ａの入力側に設けた接地用電極パッド１３３ａ、１３３ｂおよび交差指型電極１２ｂの入力側に設けた接地用電極パッド１３３ｃ、１３３ｄは、それぞれ表面実装用パッケージ１の接続用パターン４３ａ、４３ｂおよび接続用パターン４３ｃ、４３ｄに導電バンプを介して接続され、さらに、接地用連絡導体３３を介して接地用外部接続端子２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄに接続される。また、交差指型電極１２ａ、１２ｂの出力側に設けた接地用電極パッド１３４ａ、１３４ｂは、それぞれ表面実装用パッケージ１の接続用パターン４４ａ、４４ｂに導電バンプを介して接続され、さらに、接地用連絡導体３４を介して接地用外部接続端子２４に接続される。
【００２８】
本発明では、接地用連絡導体の少なくとも１つが、２つ以上の接地用外部接続端子に接続する構成とすることが好ましい。図１では、接地用連絡導体３３がこの構成となっている。この構成とすることにより、本発明の効果はさらに高くなる。
【００２９】
なお、図示例では導電バンプ１４を弾性表面波素子１０側に設けているが、表面実装用パッケージ１側に設けてもよい。導電バンプは、金バンプ、ハンダバンプ等のいずれであってもよい。導電バンプを介した接続には、超音波熱圧着や、導電バンプの先端に塗布した導電性接着剤などを利用すればよい。
【００３０】
また、図１では、接続用パターンを連絡導体に対し独立したもの（連絡導体構成材料と同種または異種の金属からなるバンプ）として示したが、例えば図５に示すように、連絡導体に独立した接続用パターンを設けず、導電バンプを介して電極パッドを直接接続する構成としてもよい。接続用パターン以外の構成については、図５は図１と同じである。
【００３１】
また、図示例では、表面実装用パッケージの構成材料としてアルミナセラミックスを用い、連絡導体および導体パターンとしては、タングステンの焼き付け電極（厚さ約５μm）上にニッケル（厚さ約２μm）、金（厚さ約０．５μm）の順にメッキしたものを用いたが、このほか、例えば、パッケージ用材料として安価な樹脂を使用したり、また連絡導体および導体パターンとして銅薄板を加工して用いたりしてもよい。
【００３２】
本発明の効果は、特定の弾性表面波素子パターン構造に限定して生じるものではない。したがって、図示する多重モード型フィルタに限らず、様々な弾性表面波素子を有する弾性表面波装置に対して本発明は有効である。また、圧電性基板としてはＬｉＮｂＯ3単結晶基板を用いているが、その他、通常用いられる圧電性基板であれば、その種類を問わず本発明を実施できる。
【００３３】
フェースダウン接続した後の工程は特に限定されないが、通常、図４の正面図に示すように、表面実装用パッケージ１の上に蓋２０を接合して気密封止し、完成品とする。
【００３４】
なお、フェースダウン接続においては、弾性表面波振動部分が、弾性表面波素子１０と表面実装用パッケージ１との間の空隙にあるので、上部（圧電性基板の裏面側）から樹脂コートによる封止をおこなっても機能は損なわれない。したがって、図示はしていないが、図１のパッケージに図２の弾性表面波素子をフェースダウン接続したのちに適切な樹脂で上部から覆うことにより気密封止して、製品として完成することもできる。
【００３５】
具体例 II
図７は、表面実装用パッケージ１を示す平面図であり、図８は、多重モード型の弾性表面波素子１０の平面図である。これらは、図１および図２にそれぞれ示す表面実装用パッケージおよび弾性表面波素子と同様に、フェースダウン接続される。図７、図８における各構成要素のうち、図１、図２に示すものと同一のものには同一の符号を付してある。
【００３６】
図８に示す弾性表面波素子１０は、図２に示す多重モードフィルタと同様な構成の２組の交差指型電極１２ａ、１２ｂを２段縦属接続し、入力側に入力電極パッド１３１を設け、出力側に出力電極パッド１３２ａ、１３２ｂを設けた不平衡入力−平衡出力型のものである。
【００３７】
図７と図８とにおいて、接続される接続用パターンと電極パッドとの符号の組み合わせは、図１と図２とにおける符号の組み合わせと同じである。
【００３８】
図８に示すような平衡出力型のフィルタは、平衡出力間で１８０度の位相の違いを帯域外まで保持できることが望ましい。しかし、連絡導体を流れる高周波電流は、連絡導体自体の形状あるいは連絡導体周辺との間の前記寄生成分により位相変化を生じてしまう。これに対し、本発明にしたがって接地用連絡導体を複数に分離して設ければ、高周波電流の位相を制御でき、望ましい特性を得ることができる。
【００３９】
具体例 III
図１０は、表面実装用パッケージ１を示す平面図である。図１０における各構成要素のうち、図１に示すものと同一のものには同一の符号を付してある。
【００４０】
図１０に示す表面実装用パッケージ１は、図１に示すものと同様に、図２に示す構造の弾性表面波素子１０のフェースダウン接続に用いられる。ただし、図１０に示す表面実装用パッケージと組み合わされる弾性表面波素子１０は、それぞれ多重モード型フィルタを構成する２組の交差指型電極１２ａ、１２ｂの電極指形状が異なり、出力電極パッド２２ａ、２２ｂが相異なる通過帯域中心周波数の信号を出力するものである。
【００４１】
このように周波数特性の異なる複数の信号が出力される弾性表面波素子では、表面実装用パッケージ１に存在する前記寄生成分からの影響が、２組の交差指型電極において異なる。このため、帯域外周波数特性が２つの出力用外部接続端子２２ａ、２２ｂで異なってしまう。これを補正し、それぞれの出力用外部接続端子において所望の帯域外特性を実現するためには、接地用連絡導体を複数に分割した上で、少なくとも一方の接地用連絡導体を、図１０に示す接地用連絡導体３４のように対称軸をもたない形状とし、これにより設計の自由度を向上させることが好ましい。
【００４２】
前記具体例Ｉにおける図１では、接地用連絡導体３４が、入力用外部接続端子と２つの出力用外部接続端子の中央とを結ぶ直線に対して対称であるが、図１０では、前記直線は対称軸とはなっていない。また、図１において一方の接地用連絡導体３４に設けてある接続パターン４４ａは、図１０では他方の接地用連絡導体３３上に接続パターン４３ｅとして存在し、接地用連絡導体３４には接続パターン４４だけが存在する構成となっている。
【００４３】
なお、図１０では、出力用外部接続端子が複数存在する例を挙げたが、入力用外部接続端子が複数あり、これらに相異なる周波数特性の信号が入力される構成の弾性表面波装置においても、対称軸の存在しない形状の接地用連絡導体を少なくとも１つ設けることにより、それぞれの入力信号の帯域外周波数特性を最適なものとすることができる。また、出力用外部接続端子および入力用外部接続端子のいずれもが複数存在する場合についても、非対称形状の接地用連絡導体を用いることにより同様な効果が実現する。
【００４４】
実験例１
本発明の効果を確認するために、図１に示す構成の表面実装用パッケージと、図２に示す構成の弾性表面波素子とを用いて、弾性表面波フィルタを作製した。なお、表面実装用パッケージは、平面寸法を３．８mm×３．８mmとし、隣接する外部接続端子間の距離を１．２７mmとした。また、弾性表面波素子は、圧電性基板１１の平面寸法を２．０mm（弾性表面波伝播方向）×１．５mmとし、圧電性基板１１の厚さを０．３５mmとし、導電バンプ１４の直径を約１００μmとした。この弾性表面波フィルタでは、中心周波数を９４７．５MHzとした。
【００４５】
比較のために、図１３に示す構造の表面実装用パッケージを用いたほかは上記と同様にして、弾性表面波フィルタを作製した。図１３に示す表面実装用パッケージ１は、接地用連絡導体を１つだけ設け、この接地用連絡導体３３に、接地用のすべての接続用パターンを設けると共に、すべての接地用外部接続端子２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｅを接続したものである。
【００４６】
図１に示す構成を適用した本発明例の弾性表面波フィルタと、図１３に示す表面実装用パッケージを用いた比較例の弾性表面波フィルタとについて、高周波側帯域外抑圧度を比較した。図６（ａ）に出力用外部接続端子２２ｂからの出力（出力１）を、図６（ｂ）に出力用外部接続端子２２ａからの出力（出力２）をそれぞれ示す。図６（ａ）および図６（ｂ）には、中心周波数近傍から、一般に要求される３GHzまでの高周波帯域において、本発明により抑圧度が最大で５dB程度向上していることが明瞭に示されている。
【００４７】
実験例２
図７および図８に示す具体例について、実験例１と同様に実際に弾性表面波フィルタを作製した。また、２つの接地用連絡導体３３、３４を一体化したほかは図７に示す具体例と同様な表面実装用パッケージを用いて、比較例の弾性表面波フィルタを作製した。これらについて、実験例１と同様な比較を行った。結果を図９に示す。図９から、通過帯域近傍および３GHzまで帯域外抑圧度が、本発明により最大で２０dB以上改善されていることがわかる。
【００４８】
なお、平衡出力端子からの出力は、バランに直結して不平衡に変換し、入出力とも不平衡にしたうえで、ネットワークアナライザで測定した。その測定回路の概要を図１２に示す。バランは、１GHzにおいてＱ値が２５以上の集中定数素子を用いて形成し、また、バラン単体の減衰特性は６GHzを超えて１dB以下の減衰量であることを、あらかじめ確認した。したがって、本実験での本発明例と比較例との差は、意味のあるものといえる。
【００４９】
実験例３
図１０に示す具体例について、実験例１と同様に実際に弾性表面波フィルタを作製した。弾性表面波素子には、図２に示す構成であって、交差指型電極１２ａ（出力用外部接続端子２２ａに接続）の中心周波数が９０２．５MHz、交差指型電極１２ｂ（出力用外部接続端子２２ｂに接続）の中心周波数が９４７．５MHzであるものを用いた。また、２つの接地用連絡導体３３、３４を一体化したほかは図１０に示す具体例と同様な表面実装用パッケージを用いて、比較例の弾性表面波フィルタを作製した。また、比較のために、図１に示す対称パターンの接地用連絡導体を有する表面実装用パッケージを用いた弾性表面波フィルタも作製した。
【００５０】
これらの弾性表面波フィルタについて、高周波側帯域外抑圧度を比較した。図１１（ａ）に出力用外部接続端子２２ｂからの出力（出力１）を、図１１（ｂ）に出力用外部接続端子２２ａからの出力（出力２）をそれぞれ示す。図１１（ａ）および図１１（ｂ）から、通過帯域近傍および３GHzまでの帯域外抑圧度が、本発明により最大で５dB程度改善されていることがわかる。また、図１１（ｂ）から、図１に示す構成を利用したフィルタに比べ、図１０に示す構成を利用したフィルタでは、出力２の帯域外特性が、より均一に制御できていることがわかる。すなわち、図１１（ａ）と図１１（ｂ）とを比較すると、図１０のパッケージを用いた場合には、出力１と出力２とにおいて同等の帯域外抑圧特性が得られているが、図１のパッケージを用いた場合には、異なる周波数特性を有する２つの出力のうち、出力２の帯域外抑圧特性が劣るものとなっていることがわかる。この結果から、図１０に示す非対称パターンの連絡導体を有するパッケージを用いることにより、異なる周波数特性を有する２つの外部接続端子における帯域外抑圧特性を同等にできることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の弾性表面波装置に用いる表面実装用パッケージの連絡導体形成面を示す平面図である。
【図２】弾性表面波素子の電極配置を示す平面図である。
【図３】弾性表面波素子のフェースダウン接続を説明するための分解斜視図である。
【図４】気密封止後の弾性表面波装置の正面図である。
【図５】本発明の弾性表面波装置に用いる表面実装用パッケージの連絡導体形成面を示す平面図である。
【図６】（ａ）および（ｂ）は、図１に示す表面実装用パッケージと図２に示す弾性表面波素子とを組み合わせた本発明例の弾性表面波フィルタと、比較例の弾性表面波フィルタとについて、特性を比較したグラフであり、（ａ）は図２に示す出力用外部接続端子２２ｂからの出力における帯域外抑圧特性を示し、（ｂ）は図２に示す出力用外部接続端子２２ａからの出力における帯域外抑圧特性を示す。
【図７】本発明の弾性表面波装置に用いる表面実装用パッケージの連絡導体形成面を示す平面図である。
【図８】弾性表面波素子の電極配置を示す平面図である。
【図９】図７に示す表面実装用パッケージと図８に示す弾性表面波素子とを組み合わせた本発明例の弾性表面波フィルタと、比較例の弾性表面波フィルタとについて、帯域外抑圧特性を比較したグラフである。
【図１０】本発明に用いる表面実装用パッケージの連絡導体形成面を示す平面図である。
【図１１】（ａ）および（ｂ）は、図１０に示す表面実装用パッケージと図２に示す弾性表面波素子とを組み合わせた本発明例の弾性表面波フィルタと、比較例の弾性表面波フィルタとについて、特性を比較したグラフであり、（ａ）は図２に示す出力用外部接続端子２２ｂからの出力における帯域外抑圧特性を示し、（ｂ）は図２に示す出力用外部接続端子２２ａからの出力における帯域外抑圧特性を示す。
【図１２】平衡出力型弾性表面波装置の評価回路の概要を示す回路図である。
【図１３】従来の弾性表面波フィルタの表面実装用パッケージの連絡導体形成面を示す平面図である。
【符号の説明】
１ 表面実装用パッケージ
２１ 入力用外部接続端子
２２ａ、２２ｂ 出力用外部接続端子
２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ 接地用外部接続端子
２４ 接地用外部接続端子
３１ 入力用連絡導体
３２ａ、３２ｂ 出力用連絡導体
３３、３４ 接地用連絡導体
４１ 接続用パターン
４２ａ、４２ｂ 接続用パターン
４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ、４３ｅ 接続用パターン
４４、４４ａ、４４ｂ 接続用パターン
１０ 弾性表面波素子
１１ 圧電性基板
１２ａ、１２ｂ 交差指型電極
１３１ 入力電極パッド
１３２ａ、１３２ｂ 出力電極パッド
１３３ａ、１３３ｂ、１３３ｃ、１３３ｄ 接地用電極パッド
１３４ａ、１３４ｂ 接地用電極パッド
１４ 導電バンプ
２０ 蓋
【発明の属する技術分野】
本発明は、弾性表面波装置に関し、さらに詳しくは、複数入出力型であって、かつフェースダウン接続構造の弾性表面波装置において高周波領域の不要信号抑圧度を向上させた構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
弾性表面波（ＳＡＷ）装置は、小型軽量化が容易であることや、通過帯域の周波数特性が優れていることを特徴として、携帯電話を始めとする移動体通信機器などに用途が広がっている。弾性表面波装置は、弾性表面波素子がパッケージに封入されたものであり、弾性表面波素子は、圧電性基板上に、交差指型電極（すだれ状電極）を形成し、これに電気信号を加えることにより、交差指型電極の形状によって決定される通過帯域特性および高周波帯域特性を実現するものである。
【０００３】
ところで、弾性表面波装置は、移動体通信機器において８００MHzから２GHzを超える周波数を通過帯域中心周波数とする弾性表面波フィルタとして使用される。その場合の重要な要求特性の一つとして、中心周波数よりも高周波側における信号抑圧度があげられる。通常、通過帯域の高周波側外側から３GHz程度までの高周波側帯域において、不要信号抑圧度の高いことが求められている。
【０００４】
しかし、電極指パターンの最適化により弾性表面波素子自体の帯域外抑圧度を高くしても、その弾性表面波素子をパッケージに収納して完成品とした弾性表面波装置においては、帯域外抑圧度が極度に劣化することがある。この理由としては、パッケージ内の電極配線形状、パッケージと弾性表面波素子とを電気的に接続する構成方法（ボンディングワイヤ）などに伴う導電部材の電気抵抗、寄生インダクタンスおよび浮遊容量の存在や、入出力間に電磁的結合が起こることなど（以下、これらを総称して寄生成分という）が挙げられる。
【０００５】
ところで、周辺回路の小型化および高機能化に対応して、入力端子および出力端子の少なくとも一方を複数もつ構造（以下、複数入出力構造ということがある）の弾性表面波装置が要求されるようになってきている。例えば、弾性表面波装置の外部に接続される回路が平衡入出力を持つ場合に対応するため、ＳＡＷフィルタにおける入出力の平衡化が進みつつある。入出力の平衡化は、コモンモードノイズの低減や使用電源の低電圧化などに寄与する点でも注目されている。しかし、平衡入出力型ＳＡＷフィルタでは入力端子および出力端子の少なくとも一方が複数存在するので、前記寄生成分の成り立ちがより複雑である。このため、帯域外抑圧度の劣化を防ぐことがより困難となる。このような事情は、平衡入出力型ＳＡＷフィルタに限らず、複数入出力構造の弾性表面波装置について一般的にいえることである。
【０００６】
ＳＡＷフィルタにおいて帯域外抑圧度の劣化を生じさせる前記寄生成分のうち、最も影響が大きいのはボンディングワイヤの持つインダクタンスであると考えられる。したがって、高周波帯の弾性表面波装置にはボンディングワイヤを用いない構成が適している。
【０００７】
ボンディングワイヤを用いない弾性表面波装置の構成としては、パッケージと弾性表面波素子の表面とを対向させ、導電バンプにより電気的に接続するフェースダウン接続がある。導電バンプを用いたフェースダウン接続の従来技術としては、例えば、特開平４−６５９０９号公報に開示されたものがある。これには、弾性表面波素子上の入出力用電極パッドおよび接地用電極パッドと、それらにそれぞれ対向配置され接続される入出力用パターンおよび接地用パターンが形成された表面実装用パッケージとを、フェースダウン接続する構成が開示されている。さらに、入出力パターン形成部分以外を覆うようにアースパターンを形成することにより、弾性表面波素子をフェースダウン接続する際の位置決め精度が低くて済むことが、開示されている。しかし、ボンディングワイヤを用いないフェースダウン接続とした弾性表面波装置においても、前記寄生成分がパッケージ自体に存在するので、パッケージに搭載した弾性表面波素子の高周波側帯域抑圧度は、弾性表面波素子単体で実現できるレベルよりも低くなってしまう。同公報には、このような抑圧度劣化に対する知見や解決手段は提示されておらず、また、複数入出力構造についての記載もない。
【０００８】
MWE'95Microwave Workshop Digest p.247-p.248(1995)には、フェースダウン接続構成の他の例が開示されており、ここでは帯域外抑圧度劣化の主要因が入出力間の電磁的結合であることが示されている。この電磁的結合とは、弾性表面波素子、パッケージの電極電気抵抗や寄生インダクタンスや浮遊容量（前述の寄生成分にあたる）に起因する入出力間の電磁的結合である。しかし、この入出力間の電磁的結合を抑圧する手段については開示されておらず、また、複数入出力構造についての記載もない。
【０００９】
弾性表面波装置の帯域外抑圧度を改善する他の従来例として、特公平６−６６６３２号公報に開示された構成が挙げられる。これには、弾性表面波装置をプリント配線板等に搭載する場合の、帯域外抑圧度を改善する構成が開示されている。同公報には、弾性表面波装置を搭載するプリント配線板において接地用パターンを複数に分離し、分離された接地パターン間をインピーダンス素子で接続することにより、帯域外抑圧度を改善できることが示されている。しかし、同公報では、帯域外抑圧度の改善効果は１００MHz以下でしか示されておらず、弾性表面波装置において重要な広範囲での帯域外抑圧度は不明である。また、同公報における弾性表面波装置はプリント配線板に実装されるので、明示はされていないがパッケージ入りのものであることは明らかである。そして、同公報ではパッケージ内部の配線についての検討はなされていないため、８００MHz以上の高周波帯域での抑圧度向上についての知見は得られない。また、同公報記載の方法では、新たに外部回路素子を付加する必要があることも問題である。また、同公報には、複数入出力構造についての記載もない。
【００１０】
日本学術振興会弾性波素子技術第１５０委員会第５２回研究会資料 p.11-p.16(1997)には、フェースダウン接続構造における帯域外特性制御の例が開示されている。ここでも、帯域外抑圧度劣化の要因が前記したような寄生成分であるとして、帯域外特性に生じるトラップの周波数を、外部出力端子の形状により移動させる試みを行っている。しかし、この試みは、特定の弾性表面波素子においてパッケージ側の電極形状をカットアンドトライすることにより合わせ込みを行うものなので、この試みからは、寄生成分を流れる電流を積極的に制御するための知見は得られない。また、この資料には、複数入出力構造についての記載もない。
【００１１】
このように、入力端子および出力端子の少なくとも一方が複数存在する弾性表面波装置に関しては、前記寄生成分に対する知見が乏しいのが現状である。
【００１２】
１９９７年電子情報通信学会総合大会講演論文集 A-11-17 p.292(1997)には、複数の出力をもつ弾性表面波装置についての報告が記載されている。この弾性表面波装置は、不平衡出力型のフィルタを平衡出力型に再構成したものである。この報告には、約５GHzまでの帯域外減衰量が改善できるであろうことが記載されている。しかし、この弾性表面波装置はフェースダウン接続構造ではない。また、実際に素子化したときの配線パターン等の具体的構造が明示されていないこと、理想部品を用いたと仮定して計算により帯域外特性の検討を行っていること、から、同報告に示される帯域外特性を実際に実現することは極めて困難である。
【００１３】
１９９７年電子情報通信学会総合大会講演論文集 A-11-14 p.289および同 A-11-19 p.294(1997)には、平衡入出力型以外の複数出力型ＳＡＷフィルタについての報告が記載されている。これらは、近接する２帯域のフィルタを１つのパッケージに収めたものであり、小型化が可能である。これらの報告には、主に通過帯域近傍でのフィルタ相互のインピーダンス関係を調整することにより、複数のフィルタを収めた場合でもそれぞれの通過帯域近傍での出力特性を良好にできる旨が記載されている。しかし、これらの報告には、フェースダウン接続構造については提示されておらず、これらの報告からは、フェースダウン接続構造での帯域外特性制御に関する知見は得られない。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、入力端子および出力端子の少なくとも一方が複数存在し、かつフェースダウン接続構造をもつ弾性表面波装置において、帯域外抑圧度を向上させることである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記（１）〜（３）のいずれかの構成により達成される。
（１） 弾性表面波素子と表面実装用パッケージとを有し、
弾性表面波素子が、圧電性基板の表面に、弾性表面波を励受振または共振または反射させるための交差指型電極を少なくとも１組と、交差指型電極に接続する電極パッドとを有し、かつ平衡型弾性表面波フィルタを含むものであり、
表面実装用パッケージが、入力用外部接続端子、出力用外部接続端子および接地用外部接続端子からなる外部接続端子と、外部接続端子から表面実装用パッケージの内面に延びる連絡導体とを有し、
圧電性基板の表面と表面実装用パッケージの内面とが対向し、電極パッドと連絡導体とが電気的に接続しており、
表面実装用パッケージに、入力用外部接続端子および出力用外部接続端子の少なくとも一方が複数存在し、かつ、接地用外部接続端子の少なくとも１つと、弾性表面波素子の電極パッドのうち接地用電極パッドの少なくとも１つとを接続する接地用連絡導体が複数存在し、当該接地用連絡導体の少なくとも１つが、対称軸をもたない形状である弾性表面波装置。
（２） 複数存在する入力用外部接続端子に、互いに異なる周波数特性を有する信号が入力される上記（１）の弾性表面波装置。
（３） 複数存在する出力用外部接続端子から、互いに異なる周波数特性を有する信号が出力される上記（１）または（２）の弾性表面波装置。
【００１６】
【作用および効果】
本発明の弾性表面波装置はフェースダウン接続構造である。具体的には、図３に示すように、弾性表面波素子１０（図２参照）の２組の交差指型電極１２ａ、１２ｂが設けられた面と表面実装用パッケージ１（図１参照）とが対向するように接続を行い、さらに、弾性表面波素子１０の上から蓋２０で封止したものである。
【００１７】
図２に示す弾性表面波素子１０は、それぞれ交差指型電極に接続する入力電極パッド１３１および２つの出力電極パッド１３２ａ、１３２ｂを有する。一方、図１に示す表面実装用パッケージ１は、入力用外部接続端子２１および出力用外部接続端子２２ａ、２２ｂを有する。入力用および出力用の外部接続端子は、連絡導体を介して弾性表面波素子の入力電極パッドおよび出力電極パッドに電気的に接続される。
【００１８】
本発明では、このような複数入出力型の弾性表面波装置において、弾性表面波素子の接地用電極パッドの少なくとも１つと、表面実装用パッケージの接地用外部接続端子の少なくとも１つとを接続する接地用連絡導体を、表面実装用パッケージ内面に複数設ける。図１に示す例では、２つの接地用連絡導体３３、３４を設けてある。弾性表面波装置では、電極、連絡導体、外部接続端子等の各部およびこれら各部の間に前記寄生成分が存在するが、本発明に従い接地用連絡導体を複数設けることにより、前記寄生成分に起因して連絡導体を流れる高周波電流を分離したり部分的に集結させたりすることができるため、特別な付加回路を設けることなく帯域外抑圧度や通過帯域近傍抑圧度を向上できる。この効果は、例えば図８に示すような平衡入出力型の弾性表面波フィルタと図７に示す表面実装用パッケージとの組み合わせにおいても、同様に実現する。これに対し、図１３に示す接地用連絡導体３３のように、接地用連絡導体が単数である構成、すなわち電気的に分離されていない構成にすると、接地用連絡導体を流れる高周波電流の分離や集結ができないため、帯域外抑圧度の向上は不可能である。
【００１９】
なお、図１３に示す従来例からわかるように、複数入出力型の表面実装用パッケージでは、接地用連絡導体の形状が入出力用連絡導体の配置によって制限されやすい。しかし、本発明にしたがい複数の接地用連絡導体を設ければ、個々の接地用連絡導体の形状の自由度が大きくなる。その結果、前記寄生成分を流れる高周波電流の制御が容易となる。このような理由で、本発明は複数入出力型の弾性表面波装置において特に高い効果を発揮するのである。
【００２０】
弾性表面波装置が、入力信号および／または出力信号の周波数特性が互いに異なる複数の弾性表面波フィルタを有する場合、接地用連絡導体を複数設けても、これらが図１に示すような対称形状であると、周波数特性の異なる複数の信号における帯域外抑圧度を同等にすることが困難である。この場合には、接地用連絡導体の少なくとも１つを、対称軸をもたない形状とすることにより、各入出力における帯域外抑圧特性をそれぞれ所望のものとすることが可能である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。
【００２２】
具体例Ｉ
図１は、弾性表面波フィルタに用いる表面実装用パッケージ１を示す平面図であり、図２は、この表面実装用パッケージ１にフェースダウン接続される多重モード型弾性表面波素子１０の平面図である。図３は、フェースダウン接続構造の弾性表面波装置の概念を説明するための斜視図である。図４は、図３に示すようにフェースダウン接続され、蓋２０によって密封封止された弾性表面波装置の正面図である。
【００２３】
図１に示す表面実装用パッケージ１の外側面には、外部回路との接続のために、入力用外部接続端子２１と、出力用外部接続端子２２ａ、２２ｂと、入力側の接地用外部接続端子２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄと、出力側の接地用外部接続端子２４とが設けられている。入力用外部接続端子２１からは入力用連絡導体３１が、出力用外部接続端子２２ａ、２２ｂからは出力用連絡導体３２ａ、３２ｂが、接地用外部接続端子２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄからは接地用連絡導体３３が、接地用外部接続端子２４からは接地用連絡導体３４が、それぞれパッケージ内面に延びている。そして、入力用連絡導体３１には接続用パターン４１が、出力用連絡導体３２ａ、３２ｂには接続用パターン４２ａ、４２ｂが、接地用連絡導体３３には接続用パターン４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄが、接地用連絡導体３４には接続用パターン４４ａ、４４ｂが、それぞれ設けられている。
【００２４】
一方、表面実装用パッケージに接続される弾性表面波装置は、圧電性基板の表面に、弾性表面波を励受信または共振または反射させるための交差指型電極を少なくとも１組有し、さらに、交差指型電極に接続する入出力電極パッドと接地用電極パッドとを有する。図２に具体例として示す弾性表面波素子１０は、圧電性基板１１の表面に、２組の交差指型電極１２ａ、１２ｂを有する。両交差指型電極は、櫛形電極群３組を直列に配置し、さらにその両端に反射用櫛形電極を配置したものであり、それぞれが多重モード型フィルタを構成するものである。一方の交差指型電極１２ａには、入力側に入力電極パッド１３１と接地用電極パッド１３３ａ、１３３ｂとが接続され、出力側に出力電極パッド１３２ａと接地用電極パッド１３４ａとが接続されている。他方の交差指型電極１２ｂには、入力側側に入力電極パッド１３１と接地用電極パッド１３３ｃ、１３３ｄとが接続され、出力側に出力電極パッド１３２ｂと接地用電極パッド１３４ｂとが接続されている。すなわち、入力電極パッド１３１は、両交差指型電極において共通である。各電極パッド上には、導電バンプ１４が形成されている。図示例における導電バンプ１４は、バンプボンダーにより形成した金バンプである。
【００２５】
図３に示すように、弾性表面波素子１０は、圧電性基板１１の表面が表面実装用パッケージ１の内面と対向するようにフェースダウン接続される。
【００２６】
本発明では、接地用外部接続端子の少なくとも１つと、弾性表面波素子の接地用電極パッドの少なくとも１つとを接続する接地用連絡導体を、表面実装用パッケージに複数設ける。接地用電極パッドの数が接地用連絡導体の数よりも多い場合には、少なくとも１つの連絡導体に複数の接地用電極パッドを接続すればよい。図１に示す例では、接地用連絡導体を２つ、すなわち、接地用連絡導体３３、３４を設けてある。このように接地用連絡導体を複数設けることより、通過帯域外および通過帯域近傍における抑圧度を向上できる。
【００２７】
次に、図示例における電極パッドと外部接続端子との連絡導体を介した接続状態を、具体的に説明する。弾性表面波素子１０の入力電極パッド１３１および出力電極パッド１３２ａ、１３２ｂは、導電バンプ１４を介して表面実装用パッケージ１の接続用パターン４１および接続用パターン４２ａ、４２ｂにそれぞれ接続され、さらに、入力用連絡導体３１および出力用連絡導体３２ａ、３２ｂを介してそれぞれ入力用外部接続端子２１および出力用外部接続端子２２ａ、２２ｂに接続される。また、交差指型電極１２ａの入力側に設けた接地用電極パッド１３３ａ、１３３ｂおよび交差指型電極１２ｂの入力側に設けた接地用電極パッド１３３ｃ、１３３ｄは、それぞれ表面実装用パッケージ１の接続用パターン４３ａ、４３ｂおよび接続用パターン４３ｃ、４３ｄに導電バンプを介して接続され、さらに、接地用連絡導体３３を介して接地用外部接続端子２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄに接続される。また、交差指型電極１２ａ、１２ｂの出力側に設けた接地用電極パッド１３４ａ、１３４ｂは、それぞれ表面実装用パッケージ１の接続用パターン４４ａ、４４ｂに導電バンプを介して接続され、さらに、接地用連絡導体３４を介して接地用外部接続端子２４に接続される。
【００２８】
本発明では、接地用連絡導体の少なくとも１つが、２つ以上の接地用外部接続端子に接続する構成とすることが好ましい。図１では、接地用連絡導体３３がこの構成となっている。この構成とすることにより、本発明の効果はさらに高くなる。
【００２９】
なお、図示例では導電バンプ１４を弾性表面波素子１０側に設けているが、表面実装用パッケージ１側に設けてもよい。導電バンプは、金バンプ、ハンダバンプ等のいずれであってもよい。導電バンプを介した接続には、超音波熱圧着や、導電バンプの先端に塗布した導電性接着剤などを利用すればよい。
【００３０】
また、図１では、接続用パターンを連絡導体に対し独立したもの（連絡導体構成材料と同種または異種の金属からなるバンプ）として示したが、例えば図５に示すように、連絡導体に独立した接続用パターンを設けず、導電バンプを介して電極パッドを直接接続する構成としてもよい。接続用パターン以外の構成については、図５は図１と同じである。
【００３１】
また、図示例では、表面実装用パッケージの構成材料としてアルミナセラミックスを用い、連絡導体および導体パターンとしては、タングステンの焼き付け電極（厚さ約５μm）上にニッケル（厚さ約２μm）、金（厚さ約０．５μm）の順にメッキしたものを用いたが、このほか、例えば、パッケージ用材料として安価な樹脂を使用したり、また連絡導体および導体パターンとして銅薄板を加工して用いたりしてもよい。
【００３２】
本発明の効果は、特定の弾性表面波素子パターン構造に限定して生じるものではない。したがって、図示する多重モード型フィルタに限らず、様々な弾性表面波素子を有する弾性表面波装置に対して本発明は有効である。また、圧電性基板としてはＬｉＮｂＯ3単結晶基板を用いているが、その他、通常用いられる圧電性基板であれば、その種類を問わず本発明を実施できる。
【００３３】
フェースダウン接続した後の工程は特に限定されないが、通常、図４の正面図に示すように、表面実装用パッケージ１の上に蓋２０を接合して気密封止し、完成品とする。
【００３４】
なお、フェースダウン接続においては、弾性表面波振動部分が、弾性表面波素子１０と表面実装用パッケージ１との間の空隙にあるので、上部（圧電性基板の裏面側）から樹脂コートによる封止をおこなっても機能は損なわれない。したがって、図示はしていないが、図１のパッケージに図２の弾性表面波素子をフェースダウン接続したのちに適切な樹脂で上部から覆うことにより気密封止して、製品として完成することもできる。
【００３５】
具体例 II
図７は、表面実装用パッケージ１を示す平面図であり、図８は、多重モード型の弾性表面波素子１０の平面図である。これらは、図１および図２にそれぞれ示す表面実装用パッケージおよび弾性表面波素子と同様に、フェースダウン接続される。図７、図８における各構成要素のうち、図１、図２に示すものと同一のものには同一の符号を付してある。
【００３６】
図８に示す弾性表面波素子１０は、図２に示す多重モードフィルタと同様な構成の２組の交差指型電極１２ａ、１２ｂを２段縦属接続し、入力側に入力電極パッド１３１を設け、出力側に出力電極パッド１３２ａ、１３２ｂを設けた不平衡入力−平衡出力型のものである。
【００３７】
図７と図８とにおいて、接続される接続用パターンと電極パッドとの符号の組み合わせは、図１と図２とにおける符号の組み合わせと同じである。
【００３８】
図８に示すような平衡出力型のフィルタは、平衡出力間で１８０度の位相の違いを帯域外まで保持できることが望ましい。しかし、連絡導体を流れる高周波電流は、連絡導体自体の形状あるいは連絡導体周辺との間の前記寄生成分により位相変化を生じてしまう。これに対し、本発明にしたがって接地用連絡導体を複数に分離して設ければ、高周波電流の位相を制御でき、望ましい特性を得ることができる。
【００３９】
具体例 III
図１０は、表面実装用パッケージ１を示す平面図である。図１０における各構成要素のうち、図１に示すものと同一のものには同一の符号を付してある。
【００４０】
図１０に示す表面実装用パッケージ１は、図１に示すものと同様に、図２に示す構造の弾性表面波素子１０のフェースダウン接続に用いられる。ただし、図１０に示す表面実装用パッケージと組み合わされる弾性表面波素子１０は、それぞれ多重モード型フィルタを構成する２組の交差指型電極１２ａ、１２ｂの電極指形状が異なり、出力電極パッド２２ａ、２２ｂが相異なる通過帯域中心周波数の信号を出力するものである。
【００４１】
このように周波数特性の異なる複数の信号が出力される弾性表面波素子では、表面実装用パッケージ１に存在する前記寄生成分からの影響が、２組の交差指型電極において異なる。このため、帯域外周波数特性が２つの出力用外部接続端子２２ａ、２２ｂで異なってしまう。これを補正し、それぞれの出力用外部接続端子において所望の帯域外特性を実現するためには、接地用連絡導体を複数に分割した上で、少なくとも一方の接地用連絡導体を、図１０に示す接地用連絡導体３４のように対称軸をもたない形状とし、これにより設計の自由度を向上させることが好ましい。
【００４２】
前記具体例Ｉにおける図１では、接地用連絡導体３４が、入力用外部接続端子と２つの出力用外部接続端子の中央とを結ぶ直線に対して対称であるが、図１０では、前記直線は対称軸とはなっていない。また、図１において一方の接地用連絡導体３４に設けてある接続パターン４４ａは、図１０では他方の接地用連絡導体３３上に接続パターン４３ｅとして存在し、接地用連絡導体３４には接続パターン４４だけが存在する構成となっている。
【００４３】
なお、図１０では、出力用外部接続端子が複数存在する例を挙げたが、入力用外部接続端子が複数あり、これらに相異なる周波数特性の信号が入力される構成の弾性表面波装置においても、対称軸の存在しない形状の接地用連絡導体を少なくとも１つ設けることにより、それぞれの入力信号の帯域外周波数特性を最適なものとすることができる。また、出力用外部接続端子および入力用外部接続端子のいずれもが複数存在する場合についても、非対称形状の接地用連絡導体を用いることにより同様な効果が実現する。
【００４４】
実験例１
本発明の効果を確認するために、図１に示す構成の表面実装用パッケージと、図２に示す構成の弾性表面波素子とを用いて、弾性表面波フィルタを作製した。なお、表面実装用パッケージは、平面寸法を３．８mm×３．８mmとし、隣接する外部接続端子間の距離を１．２７mmとした。また、弾性表面波素子は、圧電性基板１１の平面寸法を２．０mm（弾性表面波伝播方向）×１．５mmとし、圧電性基板１１の厚さを０．３５mmとし、導電バンプ１４の直径を約１００μmとした。この弾性表面波フィルタでは、中心周波数を９４７．５MHzとした。
【００４５】
比較のために、図１３に示す構造の表面実装用パッケージを用いたほかは上記と同様にして、弾性表面波フィルタを作製した。図１３に示す表面実装用パッケージ１は、接地用連絡導体を１つだけ設け、この接地用連絡導体３３に、接地用のすべての接続用パターンを設けると共に、すべての接地用外部接続端子２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｅを接続したものである。
【００４６】
図１に示す構成を適用した本発明例の弾性表面波フィルタと、図１３に示す表面実装用パッケージを用いた比較例の弾性表面波フィルタとについて、高周波側帯域外抑圧度を比較した。図６（ａ）に出力用外部接続端子２２ｂからの出力（出力１）を、図６（ｂ）に出力用外部接続端子２２ａからの出力（出力２）をそれぞれ示す。図６（ａ）および図６（ｂ）には、中心周波数近傍から、一般に要求される３GHzまでの高周波帯域において、本発明により抑圧度が最大で５dB程度向上していることが明瞭に示されている。
【００４７】
実験例２
図７および図８に示す具体例について、実験例１と同様に実際に弾性表面波フィルタを作製した。また、２つの接地用連絡導体３３、３４を一体化したほかは図７に示す具体例と同様な表面実装用パッケージを用いて、比較例の弾性表面波フィルタを作製した。これらについて、実験例１と同様な比較を行った。結果を図９に示す。図９から、通過帯域近傍および３GHzまで帯域外抑圧度が、本発明により最大で２０dB以上改善されていることがわかる。
【００４８】
なお、平衡出力端子からの出力は、バランに直結して不平衡に変換し、入出力とも不平衡にしたうえで、ネットワークアナライザで測定した。その測定回路の概要を図１２に示す。バランは、１GHzにおいてＱ値が２５以上の集中定数素子を用いて形成し、また、バラン単体の減衰特性は６GHzを超えて１dB以下の減衰量であることを、あらかじめ確認した。したがって、本実験での本発明例と比較例との差は、意味のあるものといえる。
【００４９】
実験例３
図１０に示す具体例について、実験例１と同様に実際に弾性表面波フィルタを作製した。弾性表面波素子には、図２に示す構成であって、交差指型電極１２ａ（出力用外部接続端子２２ａに接続）の中心周波数が９０２．５MHz、交差指型電極１２ｂ（出力用外部接続端子２２ｂに接続）の中心周波数が９４７．５MHzであるものを用いた。また、２つの接地用連絡導体３３、３４を一体化したほかは図１０に示す具体例と同様な表面実装用パッケージを用いて、比較例の弾性表面波フィルタを作製した。また、比較のために、図１に示す対称パターンの接地用連絡導体を有する表面実装用パッケージを用いた弾性表面波フィルタも作製した。
【００５０】
これらの弾性表面波フィルタについて、高周波側帯域外抑圧度を比較した。図１１（ａ）に出力用外部接続端子２２ｂからの出力（出力１）を、図１１（ｂ）に出力用外部接続端子２２ａからの出力（出力２）をそれぞれ示す。図１１（ａ）および図１１（ｂ）から、通過帯域近傍および３GHzまでの帯域外抑圧度が、本発明により最大で５dB程度改善されていることがわかる。また、図１１（ｂ）から、図１に示す構成を利用したフィルタに比べ、図１０に示す構成を利用したフィルタでは、出力２の帯域外特性が、より均一に制御できていることがわかる。すなわち、図１１（ａ）と図１１（ｂ）とを比較すると、図１０のパッケージを用いた場合には、出力１と出力２とにおいて同等の帯域外抑圧特性が得られているが、図１のパッケージを用いた場合には、異なる周波数特性を有する２つの出力のうち、出力２の帯域外抑圧特性が劣るものとなっていることがわかる。この結果から、図１０に示す非対称パターンの連絡導体を有するパッケージを用いることにより、異なる周波数特性を有する２つの外部接続端子における帯域外抑圧特性を同等にできることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の弾性表面波装置に用いる表面実装用パッケージの連絡導体形成面を示す平面図である。
【図２】弾性表面波素子の電極配置を示す平面図である。
【図３】弾性表面波素子のフェースダウン接続を説明するための分解斜視図である。
【図４】気密封止後の弾性表面波装置の正面図である。
【図５】本発明の弾性表面波装置に用いる表面実装用パッケージの連絡導体形成面を示す平面図である。
【図６】（ａ）および（ｂ）は、図１に示す表面実装用パッケージと図２に示す弾性表面波素子とを組み合わせた本発明例の弾性表面波フィルタと、比較例の弾性表面波フィルタとについて、特性を比較したグラフであり、（ａ）は図２に示す出力用外部接続端子２２ｂからの出力における帯域外抑圧特性を示し、（ｂ）は図２に示す出力用外部接続端子２２ａからの出力における帯域外抑圧特性を示す。
【図７】本発明の弾性表面波装置に用いる表面実装用パッケージの連絡導体形成面を示す平面図である。
【図８】弾性表面波素子の電極配置を示す平面図である。
【図９】図７に示す表面実装用パッケージと図８に示す弾性表面波素子とを組み合わせた本発明例の弾性表面波フィルタと、比較例の弾性表面波フィルタとについて、帯域外抑圧特性を比較したグラフである。
【図１０】本発明に用いる表面実装用パッケージの連絡導体形成面を示す平面図である。
【図１１】（ａ）および（ｂ）は、図１０に示す表面実装用パッケージと図２に示す弾性表面波素子とを組み合わせた本発明例の弾性表面波フィルタと、比較例の弾性表面波フィルタとについて、特性を比較したグラフであり、（ａ）は図２に示す出力用外部接続端子２２ｂからの出力における帯域外抑圧特性を示し、（ｂ）は図２に示す出力用外部接続端子２２ａからの出力における帯域外抑圧特性を示す。
【図１２】平衡出力型弾性表面波装置の評価回路の概要を示す回路図である。
【図１３】従来の弾性表面波フィルタの表面実装用パッケージの連絡導体形成面を示す平面図である。
【符号の説明】
１ 表面実装用パッケージ
２１ 入力用外部接続端子
２２ａ、２２ｂ 出力用外部接続端子
２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ 接地用外部接続端子
２４ 接地用外部接続端子
３１ 入力用連絡導体
３２ａ、３２ｂ 出力用連絡導体
３３、３４ 接地用連絡導体
４１ 接続用パターン
４２ａ、４２ｂ 接続用パターン
４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ、４３ｅ 接続用パターン
４４、４４ａ、４４ｂ 接続用パターン
１０ 弾性表面波素子
１１ 圧電性基板
１２ａ、１２ｂ 交差指型電極
１３１ 入力電極パッド
１３２ａ、１３２ｂ 出力電極パッド
１３３ａ、１３３ｂ、１３３ｃ、１３３ｄ 接地用電極パッド
１３４ａ、１３４ｂ 接地用電極パッド
１４ 導電バンプ
２０ 蓋
Claims (3)
- 弾性表面波素子と表面実装用パッケージとを有し、
弾性表面波素子が、圧電性基板の表面に、弾性表面波を励受振または共振または反射させるための交差指型電極を少なくとも１組と、交差指型電極に接続する電極パッドとを有し、かつ平衡型弾性表面波フィルタを含むものであり、
表面実装用パッケージが、入力用外部接続端子、出力用外部接続端子および接地用外部接続端子からなる外部接続端子と、外部接続端子から表面実装用パッケージの内面に延びる連絡導体とを有し、
圧電性基板の表面と表面実装用パッケージの内面とが対向し、電極パッドと連絡導体とが電気的に接続しており、
表面実装用パッケージに、入力用外部接続端子および出力用外部接続端子の少なくとも一方が複数存在し、かつ、接地用外部接続端子の少なくとも１つと、弾性表面波素子の電極パッドのうち接地用電極パッドの少なくとも１つとを接続する接地用連絡導体が複数存在し、
当該接地用連絡導体の少なくとも１つが、対称軸をもたない形状である
弾性表面波装置。 - 複数存在する入力用外部接続端子に、互いに異なる周波数特性を有する信号が入力される
請求項１の弾性表面波装置。 - 複数存在する出力用外部接続端子から、互いに異なる周波数特性を有する信号が出力される
請求項１または２の弾性表面波装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31902897A JP3869919B2 (ja) | 1997-11-05 | 1997-11-05 | 弾性表面波装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31902897A JP3869919B2 (ja) | 1997-11-05 | 1997-11-05 | 弾性表面波装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11145772A JPH11145772A (ja) | 1999-05-28 |
| JP3869919B2 true JP3869919B2 (ja) | 2007-01-17 |
Family
ID=18105713
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31902897A Expired - Fee Related JP3869919B2 (ja) | 1997-11-05 | 1997-11-05 | 弾性表面波装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3869919B2 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6720842B2 (en) | 2000-02-14 | 2004-04-13 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Surface acoustic wave filter device having first through third surface acoustic wave filter elements |
| DE10013861A1 (de) * | 2000-03-21 | 2001-09-27 | Epcos Ag | Dualmode-Oberflächenwellenfilter mit verbesserter Symmetrie und erhöhter Sperrdämpfung |
| JP3534080B2 (ja) * | 2001-03-23 | 2004-06-07 | 株式会社村田製作所 | 弾性表面波フィルタ装置 |
| JP3509764B2 (ja) * | 2001-03-23 | 2004-03-22 | 株式会社村田製作所 | 弾性表面波装置、通信装置 |
| JP3509771B2 (ja) * | 2001-04-18 | 2004-03-22 | 株式会社村田製作所 | 弾性表面波フィルタ装置、通信装置 |
| TWI315607B (en) | 2001-10-29 | 2009-10-01 | Panasonic Corp | Surface acoustic wave filter element, surface acoustic wave filter and communication device using the same |
| JP4251476B2 (ja) * | 2001-10-29 | 2009-04-08 | パナソニック株式会社 | 弾性表面波フィルタ素子 |
| JP3838128B2 (ja) | 2002-03-18 | 2006-10-25 | 株式会社村田製作所 | 弾性表面波装置、および、これを搭載した通信装置 |
| JP3993579B2 (ja) * | 2004-04-28 | 2007-10-17 | 富士通メディアデバイス株式会社 | バランス出力型フィルタ |
| JP5041285B2 (ja) * | 2007-04-24 | 2012-10-03 | 日立金属株式会社 | 高周波部品 |
| WO2010052821A1 (ja) | 2008-11-04 | 2010-05-14 | 株式会社 村田製作所 | 弾性波フィルタ装置 |
-
1997
- 1997-11-05 JP JP31902897A patent/JP3869919B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11145772A (ja) | 1999-05-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7283016B2 (en) | Balanced acoustic wave filter and acoustic wave filter | |
| US6919777B2 (en) | Surface acoustic wave filter device | |
| EP1296454B1 (en) | SAW element and SAW device | |
| US6943645B2 (en) | Surface acoustic wave duplexer and communication apparatus having the same | |
| US7924118B2 (en) | Duplexer and elastic wave device | |
| KR100418550B1 (ko) | 탄성표면파 장치 | |
| EP0871288B1 (en) | Surface acoustic wave device | |
| KR101044972B1 (ko) | 탄성 표면파 디바이스 | |
| JPH0697727B2 (ja) | 弾性表面波フィルタ | |
| JP3869919B2 (ja) | 弾性表面波装置 | |
| JPH09321573A (ja) | 弾性表面波フィルタ装置 | |
| US6943649B2 (en) | Surface acoustic wave filter with a ground pattern partially surrounding a signal pad and communication device using same | |
| JP2003124777A (ja) | 弾性表面波装置 | |
| JPH10224175A (ja) | 弾性表面波装置 | |
| JP3867733B2 (ja) | 弾性表面波分波器 | |
| JPH0832402A (ja) | 弾性表面波装置、移動無線機用分波器および移動無線装置 | |
| JP3315644B2 (ja) | 弾性表面波素子 | |
| EP1475890A1 (en) | Elastic surface wave apparatus | |
| JP4353187B2 (ja) | 弾性表面波分波器 | |
| JP3890668B2 (ja) | 弾性表面波フィルタ | |
| JPH10327039A (ja) | 弾性表面波装置 | |
| JPH07231242A (ja) | 表面波フィルタ、分波器および移動無線装置 | |
| JP4601411B2 (ja) | 弾性表面波装置および通信装置 | |
| JPH1188108A (ja) | 弾性表面波装置 | |
| JP2023053471A (ja) | 弾性波デバイスチップ、弾性波デバイス、その弾性波デバイスチップまたは弾性波デバイスを備えたモジュール |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20040601 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060307 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060501 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20061003 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20061016 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |