JPWO2016068096A1 - 受動素子付フィルタ部品および高周波モジュール - Google Patents

Abstract

フィルタ基板の厚みを従来よりも薄くすることができ、モジュール基板に実装されたときの全体の高さを従来よりも低くすることができる受動素子付フィルタ部品を提供する。フィルタ基板２を補強する支持基板３に弾性波フィルタ６の特性を調整するために必要な受動素子Ｐが設けられることにより、フィルタ基板２の厚みを薄くすることができると共に、少なくとも一部の受動素子Ｐをモジュール基板に形成する必要がない分、モジュール基板の厚みを薄くすることができるので、モジュール基板に実装されたときの全体の高さを従来よりも低くすることができる受動素子付フィルタ部品を提供することができる。

Description

本発明は、弾性波共振子を有する弾性波フィルタを備える受動素子付フィルタ部品およびこれを備える高周波モジュールに関する。

従来、図１５に示すような高周波モジュール５００が知られている（例えば特許文献１参照）。高周波モジュール５００は、携帯電話や携帯情報端末などの通信携帯端末が備えるマザー基板に搭載されるものであり、モジュール基板５０１を備え、必要な機能に応じて、フィルタ部品５０２（デュプレクサ）やスイッチＩＣなどの各種の電子部品、整合回路や他のフィルタ回路などの各種の電気回路、インダクタやキャパシタ、抵抗等の各種の受動素子、などの回路要素が選択されてモジュール基板５０１に搭載される。なお、フィルタ部品５０２、整合回路を形成するためチップ型の受動素子部品、その他の各種の電子部品は、モジュール基板５０１の実装面上に設けられた実装用の電極５０１ａに実装される。

フィルタ部品５０２は、ウェハレベル−チップサイズパッケージ（ＷＬ−ＣＳＰ）構造を有し、フィルタ基板５０３と、絶縁層５０４と、カバー層５０５と、くし形電極（ＩＤＴ電極）を備えた弾性波フィルタ５０６とを備えている。

フィルタ基板５０３は、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、水晶などの圧電体により形成された圧電基板である。そして、フィルタ基板５０３の一方の主面５０３ａの所定領域５０３ｂに、ＡｌやＣｕなどにより形成されたくし形電極や反射器が設けられて構成された複数の弾性波共振子５０６ａが組み合わされて弾性波フィルタ５０６（ＳＡＷ（表面弾性波）フィルタ）が形成されている。なお、弾性波フィルタ５０６は、送信信号用の送信フィルタと受信信号用の受信フィルタとを備えている。

絶縁層５０４は、フィルタ基板５０３の一方の主面５０３ａの所定領域５０３ｂを囲繞して配置され、カバー層５０５は、絶縁層５０４上に配置されることにより、フィルタ基板５０３との間に絶縁層５０４とともに囲繞された空間を形成する。そして、形成された空間内に、弾性波フィルタ５０６が配置される。

また、絶縁層５０４およびカバー層５０５を貫通して該カバー層５０５の主面から露出するように設けられ、弾性波フィルタ５０６に電気的に接続された外部接続用の複数の端子電極５０７が設けられている。そして、フィルタ部品５０２は、カバー層５０５がモジュール基板５０１の実装面に対向するように配置され、各端子電極５０７に形成されたはんだバンプＨを介してモジュール基板５０１の実装面の実装用の電極５０１ａに電気的に接続される。

また、モジュール基板５０１は、複数の絶縁体層が積層されて成る多層基板であり、各絶縁体層に、ビア導体および面内導体パターンが適宜形成されることで、モジュール基板５０１に配線電極５０８が形成されている。また、少なくとも一部の配線電極５０８により、弾性波フィルタ５０６の特性を調整するためのインダクタ、整合回路を形成するためのキャパシタやインダクタなど、フィルタ部品５０２（弾性波フィルタ５０６）に電気的に接続される各種の受動素子Ｐが形成されている。

特開２０１３−３１０３０号公報（段落００１２〜００３７、図１〜図７、要約書など）

ところで、弾性波共振子５０６ａを有する弾性波フィルタ５０６が実際に使用される際には、インダクタ等の受動素子Ｐがフィルタ特性を調整するために弾性波フィルタ５０６に接続される。例えば、ＷＬ−ＣＳＰ構造のフィルタ部品５０２がモジュール基板５０１にベアチップ実装される場合には、図１５に示すように、配線電極５０８によりモジュール基板５０１内に形成された受動素子Ｐが、フィルタ部品５０２に設けられた弾性波フィルタ５０６に接続される。したがって、モジュール基板５０１に受動素子Ｐが形成される分、モジュール基板５０１の厚みが厚くなり、モジュール基板５０１にフィルタ部品５０２が実装された高周波モジュール５００の高さが高くなるという問題があった。

また、一方の主面５０３ａに弾性波共振子５０６ａを形成するのに必要な単層のフィルタ基板５０３厚みは、弾性波共振子５０６ａの共振・***振周波数に応じて設定されるくし歯電極のピッチ（ピッチは波長の半分に相当する。例えば２ＧＨzのＳＡＷフィルタの代表的なピッチは約１μｍ。）の約５倍〜約６倍程度の厚みでよいことがシミュレーションによる解析結果により知られている。ところが、従来では、ベアチップ実装される際のフィルタ部品５０２のハンドリング性を向上させたり、フィルタ基板５０３の割れやかけを防止するために、フィルタ基板５０３の厚みは１００μm以上の厚みに形成され、フィルタ基板５０３は非常に厚く形成されている。例えば２ＧＨｚのＳＡＷフィルタではピッチの約１００倍の厚みにフィルタ基板５０３が形成され、フィルタ基板５０３が過剰に厚く形成されている。したがって、フィルタ基板５０３が過剰に厚く形成されている分、モジュール基板５０１にフィルタ部品５０２が実装された高周波モジュール５００の高さが高くなるという問題があった。

この発明は、上記した課題に鑑みてなされたものであり、フィルタ基板の厚みを従来よりも薄くすることができ、モジュール基板に実装されたときの全体の高さを従来よりも低くすることができる受動素子付フィルタ部品を提供すると共に、この部品を備える高周波モジュールを提供することを目的とする。

上記した目的を達成するために、本発明にかかる受動素子付フィルタ部品は、一方の主面の所定領域に弾性波共振子を有する弾性波フィルタが形成されたフィルタ基板と、前記フィルタ基板の他方の主面上に配置された支持基板とを備え、前記支持基板に、配線電極により形成されて前記弾性波フィルタに電気的に接続された受動素子が設けられていることを特徴としている。

このように構成された発明では、支持基板によりフィルタ基板が補強されるので、フィルタ基板を従来よりも薄くすることができる。また、支持基板に設けられた受動素子の分、受動素子付フィルタ部品が実装されるモジュール基板に形成される配線電極の量を減らすことができるので、モジュール基板を従来よりも薄型化および小型化することができる。したがって、フィルタ基板を補強する支持基板に弾性波フィルタに必要な受動素子が設けられることにより、モジュール基板に実装されたときの全体の高さを従来よりも低くすることができる受動素子付フィルタ部品を提供することができる。

また、前記フィルタ基板の厚みが前記支持基板よりも薄くするとよい。

このようにすることにより、受動素子付フィルタ部品がモジュール基板に実装されたときの全体の高さを従来よりも確実に低くすることができる。

また、前記フィルタ基板の厚みを１００μｍよりも薄くするとよい。

このようにすることにより、受動素子付フィルタ部品がモジュール基板に実装されたときの全体の高さを、従来よりも低くすることができる。

また、前記フィルタ基板が圧電基板であり、前記弾性波フィルタが、前記圧電基板の一方の主面に形成されたくし形電極を有する前記弾性波共振子を備えるＳＡＷフィルタであるとよい。

このようにすれば、ＳＡＷフィルタを備える実用的な構成の受動素子付フィルタ部品を提供することができる。

また、前記くし形電極のピッチがｐμｍであるときに、前記圧電基板の厚みｔが、５・ｐμｍ≦ｔ≦１００μｍ、であるとよい。

シミュレーションによる解析結果により、ＳＡＷフィルタに必要な単層の圧電基板の厚みは、くし型電極のピッチｐμｍの約５倍〜約６倍の厚みであることが知られている。また、厚みが１００μｍ以下の単体の圧電基板はハンドリングが困難であり、製造中に圧電基板に割れや欠けという不具合が生じるおそれがある。一方、前記フィルタ基板（圧電基板）の他方の主面上に支持基板が配置されている本構造においては、前記フィルタ基板の厚みが１００μｍ以下であっても、容易に取り扱うことができる。したがって、支持基板が圧電基板の他方の主面上に配置されることにより、圧電基板の厚みｔを、５・ｐμｍ≦ｔ≦１００μｍ、の厚みに形成することができるので、ＳＡＷフィルタの機能を損なわずに圧電基板の厚みを従来よりも薄くすることができる。

また、前記フィルタ基板が高音速層と圧電層との２層で構成されており、前記高音速層の一方の主面上に前記圧電層が配置され、他方の主面上に前記支持基板が配置され、前記弾性波フィルタが、前記圧電層の一方の主面に形成されたくし形電極を有する前記弾性波共振子を備えるＳＡＷフィルタであり、前記圧電層を伝搬する弾性波音速より、前記高音速層のバルク波音速が高速であるとよい。

このように構成すると、フィルタ基板を圧電層と高音速層との２層構造に形成することにより、フィルタ基板の厚みをさらに薄く形成することができる。

また、前記くし形電極のピッチがｐμｍであるときに、前記圧電基板の厚みｔが、０．０５・ｐμｍ≦ｔ≦１００μｍ、であるとよい。

このように構成すると、ＳＡＷフィルタの機能を損なわずにフィルタ基板の厚みをさらに薄く形成することができるが、フィルタ基板の他方の主面上に支持基板が配置されているので、フィルタ基板の厚みが１００μｍ以下であっても、容易に取り扱うことができる。

また、前記支持基板が多層基板であるとよい。

このようにすると、多層基板内の配線電極により種々の受動素子を形成することができるので、受動素子付フィルタ部品を高機能化することができる。

また、前記受動素子は前記多層基板に内蔵されていてもよい。

このようにすると、受動素子付フィルタ部品の厚みをさらに薄くすることが可能である。

また、前記フィルタ基板の一方の主面の前記所定領域を囲繞して配置された絶縁層と、前記絶縁層上に配置されることにより前記フィルタ基板との間に前記絶縁層とともに囲繞された空間を形成するカバー層と、前記カバー層の前記空間と反対側の主面から露出するように設けられ、前記弾性波フィルタに電気的に接続された外部接続用の端子電極とを備えるとよい。

また、前記フィルタ基板の一方の主面の前記所定領域を囲繞して配置された絶縁層と、前記絶縁層上に配置されることにより前記フィルタ基板との間に前記絶縁層とともに囲繞された空間を形成するカバー層と、前記支持基板の前記フィルタ基板と反対側の主面に設けられ、前記弾性波フィルタに電気的に接続された外部接続用の端子電極とを備えるようにしてもよい。

このように構成することにより、実用的な構成の外部接続用の端子電極を備える受動素子付フィルタ部品を提供することができる。

また、前記支持基板に、前記フィルタ基板に隣接配置された他のフィルタ基板がさらに設けられていてもよい。

このようにすると、支持基板に他のフィルタ基板が設けられることにより、高機能化が図られた受動素子付フィルタ部品を提供することができる。

また、本発明にかかる高周波モジュールは、請求項１ないし１２のいずれかに記載の受動素子付フィルタ部品を備える高周波モジュールにおいて、前記受動素子付フィルタ部品が実装されたモジュール基板を備えることを特徴としている。

このように構成されることにより、従来、モジュール基板に配置されていた受動素子の少なくとも一部が受動素子付フィルタ部品に搭載されており、モジュール基板を従来よりも小型化および薄型化することができるので、高周波モジュールを小型化および低背化することができる。

また、前記弾性波フィルタに接続された他の受動素子が前記モジュール基板に設けられていてもよい。

このようにすることにより、受動素子の配置自由度が増すので、高周波モジュールの設計の自由度を向上することができる。

本発明によれば、フィルタ基板を補強する支持基板に弾性波フィルタの特性を調整するために必要な受動素子が設けられることにより、フィルタ基板の厚みを薄くすることができると共に、少なくとも一部の受動素子をモジュール基板に形成する必要がない分、モジュール基板の厚みを薄くすることができるので、モジュール基板に実装されたときの全体の高さを従来よりも低くすることができる受動素子付フィルタ部品を提供することができる。

本発明の第１実施形態にかかる受動素子付フィルタ部品を示す断面図である。 図１の受動素子付フィルタ部品の変形例を示す図である。 図１の受動素子付フィルタ部品の他の変形例を示す図である。 本発明の第２実施形態にかかる受動素子付フィルタ部品を示す断面図である。 図５の受動素子付フィルタ部品の変形例を示す図である。 本発明の第３実施形態にかかる高周波モジュールを示す断面図である。 本発明の第４実施形態にかかる受動素子付フィルタ部品を示す断面図である。 図７の受動素子付フィルタ部品の変形例を示す図である。 図７の受動素子付フィルタ部品の他の変形例を示す図である。 図７の受動素子付フィルタ部品の他の変形例を示す図である。 図７の受動素子付フィルタ部品の他の変形例を示す図である。 本発明の第５実施形態にかかる受動素子付フィルタ部品を示す断面図である。 図１２の受動素子付フィルタ部品の変形例を示す図である。 本発明の第６実施形態にかかる受動素子付フィルタ部品を示す断面図である。 従来のフィルタ部品を示す図である。

＜第１実施形態＞
本発明の高周波モジュールの第１実施形態について、図１を参照して説明する。なお、図１では、本発明にかかる主要な構成のみが図示されており、説明を簡易なものとするために、その他の構成は図示省略されている。また、後の説明で参照する各図面についても、図１と同様に主要な構成のみが図示されているが、以下の説明においてはその説明は省略する。

図１に示すように、受動素子付フィルタ部品１は、平面視矩形状のフィルタ基板２、支持基板３、絶縁層４、カバー層５、弾性波フィルタ６を備えている。

フィルタ基板２は、この実施形態では、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、水晶などの圧電体により形成された圧電基板である。そして、フィルタ基板２の一方の主面２ａの所定領域２ｂに、ＡｌやＣｕなどにより形成されたくし形電極（ＩＤＴ電極）や反射器により複数の弾性波共振子６ａが構成され、各弾性波共振子６ａが組み合わされて弾性波フィルタ６（ＳＡＷ（表面弾性波）フィルタ）が形成されている。なお、弾性波フィルタ６は、送信信号用の送信フィルタと受信信号用の受信フィルタとを備えている。

また、この実施形態では、共振・***振周波数に応じて設定される弾性波共振子６ａのくし歯電極のピッチがｐμｍであるときに、フィルタ基板２の厚みｔが、
５・ｐμｍ≦ｔ≦１００μｍ
の厚みで形成される。具体的には、例えば、くし歯電極のピッチｐが２μｍに設定されている場合に、フィルタ基板２は、厚みｔが約１０μｍの４０°Ｙカットの単層のＬｉＴａＯ_３により形成される。

また、フィルタ基板２の一方の主面２ａには、弾性波フィルタ６を形成する弾性波共振子６ａに電気的に接続された配線電極７ａや端子電極７ｂが設けられている。そして、フィルタ基板２には、配線電極７ａをフィルタ基板２の他方の主面２ｃに配置された支持基板３に電気的に接続するためのビア導体２ｄが形成されている。また、各端子電極７ｂそれぞれに、外部接続用の端子電極８がめっき層７ｂ１を介して電気的に接続されている。なお、各端子電極８は、フィルタ基板２側に形成される空間と反対側のカバー層５の主面から露出するように、絶縁層４およびカバー層５を貫通して形成されている。

絶縁層４は、フィルタ基板２の一方の主面２ａの弾性波共振子６ａ（くし歯電極および反射器）および配線電極７ａが設けられた所定領域２ｂを囲繞して配置される。具体的には、絶縁層４は、弾性波共振子６ａ、配線電極７ａおよび端子電極７ｂが設けられたフィルタ基板２の一方の主面２ａに、感光性のエポキシ系樹脂やポリイミド系樹脂により樹脂層を約１４μｍ程度の厚みで形成した後に、フォトリソグラフィの工程を経て、弾性波共振子６ａおよび配線電極７ａが設けられた所定領域２ｂおよび端子電極７ｂの領域の樹脂層を取り除くことにより形成される。

カバー層５は、絶縁層４上に配置されることにより、フィルタ基板２との間に絶縁層４とともに囲繞された空間を形成し、当該形成された空間内に、弾性波フィルタ６が配置される。具体的には、カバー層５は、例えば、絶縁層４に感光性のエポキシ系樹脂やポリイミド系樹脂によりフォトリソグラフィの工程を経て積層された例えば約４５μｍ程度の厚みの樹脂層の接続孔に、ＣｕやＡｌのペーストを充填したりビアフィルめっきを施したりして端子電極７ｂに電気的に接続される端子電極８を形成することで形成される。そして、端子電極７ｂに接続されて、弾性波フィルタ６が配置される空間と反対側のカバー層５の主面から露出する端子電極８に実装用のはんだバンプＨが例えば約８０μｍ程度の高さで形成される。

支持基板３は、例えば約４００μｍ〜５００μｍ程度の厚みで形成され、接合や接着等によりフィルタ基板２の他方の主面２ｃに貼り付けられることで該他方の主面２ｃに配置されている。また、支持基板３は、この実施形態では、セラミックグリーンシートにより形成された複数の誘電体層が積層されて焼成されることで一体的にセラミック積層体（積層基板）として形成される。すなわち、各誘電体層を形成するセラミックグリーンシートは、アルミナおよびガラスなどの混合粉末が有機バインダおよび溶剤などと一緒に混合されたスラリーが成型器によりシート化されたものであり、約１０００℃前後の低い温度で、所謂、低温焼成できるように形成されている。そして、所定形状に切り取られたセラミックグリーンシートに、レーザー加工などによりビアホールが形成され、形成されたビアホールにＡｇやＣｕなどを含む導体ペーストが充填されたり、ビアフィルめっきが施されることにより層間接続用のビア導体が形成され、導体ペーストによる印刷により種々の面内導体パターンが形成されて、各誘電体層が形成される。

また、各誘電体層に、ビア導体および面内導体パターンが適宜形成されることで、支持基板３にグランド電極を含む配線電極９が形成される。また、少なくとも一部の配線電極９により、積層基板内に、弾性波フィルタ６の特性を調整するためのインダクタやキャパシタなどの受動素子Ｐが形成されている。そして、受動素子Ｐが、配線電極９、フィルタ基板２のビア導体２ｄおよび配線電極７ａを介して弾性波フィルタ６に電気的に接続されることにより、弾性波フィルタ６の特性が適宜調整される。

なお、支持基板３の誘電体層に形成される面内導体パターンおよびビア導体により、他のインダクタやキャパシタなどの受動素子がさらに形成されていてもよい。また、これらの受動素子が組み合わされて他のフィルタ回路や整合回路などの各種回路が形成されていてもよい。また、支持基板３は、樹脂やセラミック、ポリマー材料などを用いた、プリント基板、ＬＴＣＣ、アルミナ系基板、複合材料基板などの多層基板により形成することができ、受動素子付フィルタ部品１の使用目的に応じて、適宜最適な材質を選択して支持基板３を形成すればよい。また、支持基板３に他の部品がさらに実装されていてもよい。

（変形例）
図２および図３を参照して変形例について説明する。なお、以下の説明では、図１の受動素子付フィルタ部品１と異なる点を中心に説明を行い、図１の受動素子付フィルタ部品１と同様の構成については同一符号を引用することによりその構成の説明を省略する。

図２に示す受動素子付フィルタ部品１ａが、図１の受動素子付フィルタ部品１と異なるのは、支持基板３１が単層基板により形成されている点である。支持基板３１は、単層のガラス基板やＳｉ基板により形成されており、フィルタ基板２と反対側の主面に配線電極９（受動素子Ｐ）が形成されている。また、フィルタ基板２および支持基板３１を貫通して、フィルタ基板２の端子電極７ｂと支持基板３１の配線電極９とを接続する層間接続導体１０が形成されている。

図３に示す受動素子付フィルタ部品１ｂが、図１の受動素子付フィルタ部品１と異なるのは、フィルタ基板２の配線電極７ａと支持基板３の配線電極９とがボンディングワイヤＷにより電気的に接続されている点である。

以上のように、この実施形態では、フィルタ基板２の他方の主面２ｃに貼り付けられた支持基板３，３１によりフィルタ基板２が補強されるので、フィルタ基板２を従来よりも薄くすることができる。また、支持基板３，３１に設けられた受動素子Ｐの分、受動素子付フィルタ部品１，１ａ，１ｂが実装されるモジュール基板に形成される配線電極の量を減らすことができるので、モジュール基板を従来よりも薄型化および小型化することができる。したがって、フィルタ基板２を補強する支持基板３，３１に弾性波フィルタ６の特性を調整するのに必要な受動素子Ｐが設けられることにより、モジュール基板に実装されたときの全体の高さを従来よりも低くすることができる受動素子付フィルタ部品１，１ａ，１ｂを提供することができる。

また、フィルタ基板２の厚みが支持基板３，３１よりも薄く形成されているので、受動素子付フィルタ部品１，１ａ，１ｂがモジュール基板に実装されたときの全体の高さを従来よりも確実に低くすることができる。

また、フィルタ基板２が圧電基板により形成されており、圧電基板の一方の主面に形成されたくし形電極を有する弾性波共振子６ａを備えるＳＡＷフィルタにより弾性波フィルタ６を構成することができるので、実用的な構成の受動素子付フィルタ部品１，１ａ，１ｂを提供することができる。

また、シミュレーションによる解析結果により、ＳＡＷフィルタに必要な単層の圧電基板の厚みは、くし型電極のピッチｐμｍの約５〜約６倍の厚みであることが知られている。したがって、圧電基板から成るフィルタ基板２に支持基板３，３１が配置されることにより、フィルタ基板２の厚みｔを、５・ｐμｍ≦ｔ≦１００μｍ、の厚みに形成することができるので、ＳＡＷフィルタから成る弾性波フィルタ６の機能を損なわずにフィルタ基板２の厚みを従来よりも薄くすることができる。

また、支持基板３は多層基板により形成されており、支持基板３内の配線電極９により種々の受動素子Ｐを形成することができるので、受動素子付フィルタ部品１，１ｂを高機能化することができる。

また、受動素子Ｐが支持基板３内に内蔵されているため、受動素子付フィルタ部品１，１ｂをトータルで低背化することができる。

例えば、図１５に示されているような、モジュール基板５０１にフィルタ部品５０２が実装された従来の高周波モジュール５００と比べて、本願の受動素子付フィルタ部品１，１ａ，１ｂは、モジュール製品の厚みをトータルで約０．１ｍｍ程度薄くすることができる。

また、図１５に示す従来のＷＬ−ＣＳＰ構造の従来のフィルタ部品５０２と同様に、カバー層５の主面から露出するように設けられた実用的な構成の外部接続用の端子電極８を備える受動素子付フィルタ部品１，１ａ，１ｂを提供することができる。

＜第２実施形態＞
次に、図４を参照して本発明の第２実施形態について説明する。なお、以下の説明では、上記した第１実施形態と異なる点を中心に説明を行い、上記した第１実施形態と同様の構成については同一符号を引用することによりその構成の説明を省略する。

図４に示す受動素子付フィルタ部品１ｃが、図１の受動素子付フィルタ部品１と異なるのは、支持基板３のフィルタ基板２と反対側の主面に、外部接続用のランド状の端子電極１１が形成されている点である。そして、端子電極１１は、配線電極９、フィルタ基板２のビア導体２ｄおよび配線電極７ａを介して弾性波フィルタ６に電気的に接続されている。

（変形例）
図５を参照して変形例について説明する。

図５に示す受動素子付フィルタ部品１ｄが、図４の受動素子付フィルタ部品１ｃと異なるのは、フィルタ基板２の配線電極７ａと支持基板３の配線電極９とがボンディングワイヤＷにより電気的に接続されている点である。

以上のように、この実施形態では、支持基板３のフィルタ基板２と反対側の主面に、ランド状の実用的な構成の外部接続用の端子電極１１が形成された受動素子付フィルタ部品１ｃ，１ｄを提供することができる。また、上記した第１実施形態の構成と比較すると、はんだバンプＨの高さの分、受動素子付フィルタ部品１ｃ，１ｄをさらに低背化することができる。

また、支持基板３がセラミック積層体により形成されている場合に、一般的に、圧電基板から成るフィルタ基板２よりも、セラミックにより形成された支持基板３の方が熱伝導率が大きいので、放熱性の向上を図ることができる。また、エッチング等により樹脂層に孔を形成するプロセスが必要な端子電極８を形成するプロセスと比較すると、ランド状の端子電極１１を容易に支持基板３に形成することができる。

＜第３実施形態＞
次に、図６を参照して本発明の第３実施形態について説明する。なお、以下の説明では、上記した第１および第２実施形態と異なる点を中心に説明を行い、上記した第１および第２実施形態と同様の構成については同一符号を引用することによりその構成の説明を省略する。

図６に示す高周波モジュール１００は、携帯電話や携帯情報端末などの通信携帯端末が備えるマザー基板に搭載されるものであり、この実施形態では、図１〜図５に示す受動素子付フィルタ部品１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄと、モジュール基板１０１と、整合回路（図示省略）と、スイッチＩＣや他のフィルタ部品、抵抗、コンデンサ、インダクタなどの各種の電子部品（図示省略）とを備え、高周波アンテナスイッチモジュールとして形成されている。なお、高周波モジュール１００は、各受動素子付フィルタ部品１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの少なくともいずれか１つを備えていればよいが、各受動素子付フィルタ部品１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄがどのように組み合わされて高周波モジュール１００が形成されてもよいことを示すために、図６では、上記した全ての受動素子付フィルタ部品１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄがモジュール基板１０１に搭載された高周波モジュール１００が図示されている。

また、各受動素子付フィルタ部品１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ、整合回路を形成するためのチップ型の受動素子部品、その他の各種の電子部品の少なくとも一部は、モジュール基板１０１の実装面１０１ａに設けられた実装用の電極１０１ｂにはんだ等の接合材を介して実装される。なお、モジュール基板の両面に各種の部品が実装されていてもよい。

モジュール基板１０１は、この実施形態では、支持基板３と同様に、セラミックグリーンシートにより形成された複数の誘電体層が積層されて焼成されることで一体的にセラミック積層体として形成される。また、各誘電体層に、ビア導体および面内導体パターンが適宜形成されることで、モジュール基板１０１に、配線電極１０２が形成される。なお、この実施形態では、配線電極１０２の少なくとも一部により、各受動素子付フィルタ部品１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄそれぞれが備える弾性波フィルタ６の少なくともいずれか１つに電気的に接続される受動素子Ｐ２（他の受動素子）が形成されている。

なお、モジュール基板１０１の誘電体層に形成される面内導体パターンおよびビア導体により、他のインダクタやキャパシタなどの回路素子がさらに形成されていてもよい。また、これらの回路素子が組み合わされて他のフィルタ回路や整合回路などの各種回路が形成されていてもよい。また、モジュール基板１０１は、樹脂やセラミック、ポリマー材料などを用いた、プリント基板、ＬＴＣＣ、アルミナ系基板、複合材料基板などの多層基板により形成することができ、高周波モジュール１００の使用目的に応じて、適宜最適な材質を選択してモジュール基板１０１を形成すればよい。また、弾性波フィルタ６に接続される受動素子Ｐ２が不要である場合には、各種材料により形成された単層基板によりモジュール基板１０１が形成されていてもよい。

以上のように、この実施形態では、従来、モジュール基板１０１に配置されていた受動素子の少なくとも一部が受動素子付フィルタ部品１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに搭載されており、モジュール基板１０１を従来よりも小型化および薄型化することができるので、高周波モジュール１００を小型化および低背化することができる。また、一部の受動素子Ｐ２がモジュール基板１０１に形成されることにより、受動素子の配置自由度が増すので、高周波モジュール１００の設計の自由度を向上することができる。

また、支持基板３の線膨張係数と、モジュール基板１０１の線膨張係数との差（絶対値）が、例えば５ｐｐｍ／℃以下となるようにするとよい。このようにすれば、支持基板３およびモジュール基板１０１それぞれの線膨張係数の値が実質同一なので、高周波モジュール１００の信頼性を向上させることができる。

＜第４実施形態＞
次に、図７を参照して本発明の第４実施形態について説明する。なお、以下の説明では、上記した第２実施形態と異なる点を中心に説明を行い、上記した第２実施形態と同様の構成については同一符号を引用することによりその構成の説明を省略する。

図７に示す受動素子付フィルタ部品１ｅが、図４の受動素子付フィルタ部品１ｃと異なるのは、支持基板３に、フィルタ基板２に隣接配置された他のフィルタ基板２がさらに設けられている点である。なお、３個以上のフィルタ基板２が支持基板３に設けられていてもよい。また、ビア導体２ｄの代わりに、図３および図５に示す例と同様に、ボンディングワイヤＷにより、弾性波フィルタ６と支持基板３（配線電極９）とが電気的に接続されていてもよい。

（変形例）
図８〜図１１を参照して変形例について説明する。

図８に示す受動素子付フィルタ部品１ｆが、図７の受動素子付フィルタ部品１ｅと異なるのは、隣接配置された各フィルタ基板２を囲繞するように支持基板３に形成された絶縁層１２上にカバー用の基板１３が配置されることにより、各フィルタ基板２が配置された支持基板３の主面と基板１３と間に、絶縁層１２に囲繞されて各フィルタ基板２が配置された空間が形成されている点である。なお、基板１３は、プリント基板やセラミック基板などの一般的な基板材料により形成されていればよい。

図９に示す受動素子付フィルタ部品１ｇが、図８の受動素子付フィルタ部品１ｆと異なるのは、２個の支持基板３が、フィルタ基板２が配置された主面どうしを対向させた状態で、絶縁層１２を介して積層されることにより、各フィルタ基板２が配置された空間が形成されている点である。

図１０に示す受動素子付フィルタ部品１ｈが、図９の受動素子付フィルタ部品１ｇと異なるのは、一方の支持基板３の上面に形成された凹部１４内にフィルタ基板２が配置されており、凹部１４を閉塞するように他方の支持基板３が配置されることにより、各フィルタ基板２が配置される空間が形成されている点である。

図１１に示す受動素子付フィルタ部品１ｉが、図１０に示す受動素子付フィルタ部品１ｈと異なるのは、他方の支持基板３が、一方の支持基板３よりもひと回り小さい外形に形成されている点である。

以上のように、この実施形態では、支持基板３に複数のフィルタ基板２が設けられることにより、高機能化が図られた受動素子付フィルタ部品１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈ，１ｉを提供することができる。

＜第５実施形態＞
次に、図１２を参照して本発明の第５実施形態について説明する。なお、以下の説明では、上記した第１実施形態と異なる点を中心に説明を行い、上記した第１実施形態と同様の構成については同一符号を引用することによりその構成の説明を省略する。

図１２に示す受動素子付フィルタ部品１ｊが、図１の受動素子付フィルタ部品１と異なるのは、Ｓｉにより形成されたフィルタ基板２１の一方の主面２１ａの所定領域２１ｂに、ＦＢＡＲ型（Ｆｉｌｍ ｂｕｌｋ ａｃｏｕｓｔｉｃ ｒｅｓｏｎａｔｏｒ）のＢＡＷ共振子６１ａ（弾性波共振子）により構成された弾性波フィルタ６１が形成されている点である。ＢＡＷ共振子６１ａは、約８０μｍ程度の厚みで形成されたフィルタ基板２１の一方の主面２１ａの所定領域２１ｂに約０．５μｍ程度の厚みで形成された下部電極６１ｂと、約１．７μｍ程度の厚みで形成されて下部電極６１ｂに積層されたＡｌＮ圧電膜６１ｃと、ＡｌＮ圧電膜６１ｃに積層された上部電極６１ｄとにより形成されている。また、ＢＡＷ共振子６１ａが配置された部分のフィルタ基板２１には空隙２１ｄが形成されている。

また、上記した第１実施形態と同様に、フィルタ基板２１の他方の主面２１ｃに支持基板３が配置され、フィルタ基板２１に形成されたビア導体２ｄにより、弾性波フィルタ６１と支持基板３の受動素子Ｐとが電気的に接続されている。なお、ビア導体２ｄの代わりに、図３および図５に示す例と同様に、ボンディングワイヤＷにより、弾性波フィルタ６１と支持基板３（配線電極９）とが電気的に接続されていてもよい。また、上記した第２実施形態と同様に、外部接続用の端子電極１１が支持基板３のフィルタ基板２１と反対側の主面に形成されていてもよい。

（変形例）
図１３を参照して変形例について説明する。

図１３に示す受動素子付フィルタ部品１ｋが、図１２の受動素子付フィルタ部品１ｊと異なるのは、ＳＭＲ型（ｓｏｌｉｄ ｍｏｕｎｔｅｄ ｒｅｓｏｎａｔｏｒ）のＢＡＷ共振子６１ａにより弾性波フィルタ６１が構成されている点である。ＢＡＷ共振子６１ａは、フィルタ基板２１の一方の主面２１ａの所定領域２１ｂに形成された高インピーダンス層および低インピーダンス層の積層体である反射層６１ｅをさらに備え、反射層６１ｅに、下部電極６１ｂ、ＡｌＮ圧電膜６１ｃおよび上部電極６１ｄが積層されている。

以上のように、この実施形態では、弾性波共振子であるＢＡＷ共振子６１ａにより弾性波フィルタ６１が構成されているが、受動素子Ｐが形成された支持基板３がフィルタ基板２１の他方の主面２１ｃに配置されることにより、フィルタ基板２１の厚みを従来よりも薄く形成することができるので、上記した第１実施形態と同様の効果を奏することができる。

＜第６実施形態＞
次に、図１４を参照して本発明の第６実施形態について説明する。なお、以下の説明では、上記した第１実施形態と異なる点を中心に説明を行い、上記した第１実施形態と同様の構成については同一符号を引用することによりその構成の説明を省略する。

図１４に示す受動素子付フィルタ部品１ｌが、図１の受動素子付フィルタ部品１と異なるのは、フィルタ基板２が、高音速層２ｅおよび圧電層２ｆの２層構造に形成されている点である。高音速層２ｅは、くし歯電極のピッチｐの３倍程度の厚みでＡｌＮにより形成され、圧電層２ｆは、くし歯電極のピッチｐの０．５倍程度のＬｉＴａＯ_３により形成される。このようにすると、ＡｌＮのバルク波の音速がＬｉＴａＯ_３上を伝搬する表面波の音速よりも早いため、表面波が支持基板３側に漏洩しない。したがって、表面波の特性を劣化させることなく、フィルタ基板２の厚みを薄くすることができる。なお、圧電層２ｆはくし歯電極のピッチｐの０．０５倍以上の厚みであることが望ましい。圧電層２４ｆがこれより薄くなる場合は、圧電特性が劣化し、十分なフィルタ特性を得るのが難しくなる。

なお、この実施形態において、高音速層２ｅとは、圧電層２ｆを伝搬する表面波や境界波の弾性波よりも、該高音速層２ｅ中のバルク波の音速が高速となる層を言うものとする。また、ある構造のＩＤＴ電極からは音速の異なる複数のモードの弾性波が励振されるが、圧電層２ｆを伝搬する弾性波とは、フィルタや共振子の特性を得るために利用する特定のモードの弾性波を示す。上記バルク波の音速を決定するバルク波のモードは、圧電層２ｆを伝搬する弾性波の使用モードに応じて定義される。高音速層２ｅがバルク波の伝搬方向に関し等方性の場合には、下記の表１に示すようになる。すなわち、下記の表１の左軸の弾性波の主モードに対し下記の表１の右軸のバルク波のモードにより、上記高音速を決定する。Ｐ波は縦波であり、Ｓ波は横波である。なお、下記の表１において、Ｕ１はＰ波を主成分とし、Ｕ２はＳＨ波を主成分とし、Ｕ３はＳＶ波を主成分とする弾性波を意味する。

上記高音速層２ｅがバルク波の伝搬性において異方性である場合には下記の表２に示すように高音速を決定するバルク波のモードが決まる。なお、バルク波のモードのうち、ＳＨ波とＳＶ波のより遅い方が遅い横波と呼ばれ、速い方が速い横波と呼ばれる。どちらが遅い横波になるかは、材料の異方性により異なる。回転Ｙカット付近のＬｉＴａＯ_３やＬｉＮｂＯ_３では、バルク波のうちＳＶ波が遅い横波、ＳＨ波が速い横波となる。

なお、高音速層２ｅが、ＡｌＮに代えて、ＳｉＮ、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｓｉ、サファイア等のバルク波の音速が圧電基板の表面波の音速よりも早い媒質で形成されていてもよい。また、高音速層２ｅが、ＡｌＮ、ＳｉＯ_２等の材質が組み合わされてさらに多層構造に形成されていてもよい。この場合、それぞれの層のバルク波の音速の加重平均が高音速層のバルク波音速となる。

また、この実施形態では、共振・***振周波数に応じて設定される弾性波共振子６ａのくし歯電極のピッチがｐμｍであるときに、フィルタ基板２の厚みｔが、
０．０５・ｐμｍ≦ｔ≦１００μｍ
の厚みで形成されるようにすればよい。

以上のように、この実施形態では、フィルタ基板２を音速の異なる材質により２層以上の構造に形成することにより、フィルタ基板２をさらに薄く形成することができ、受動素子付フィルタ部品１ｌをさらに低背化することができる。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、上記したもの以外に種々の変更を行なうことが可能であり、上記した実施形態が備える構成をどのように組み合わせてもよい。

弾性波共振子を有する弾性波フィルタを備える受動素子付フィルタ部品およびこれを備える高周波モジュールに本発明を広く適用することができる。

１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈ，１ｉ，１ｊ，１ｋ，１ｌ 受動素子付フィルタ部品
２ フィルタ基板（圧電基板）
２１ フィルタ基板
２ａ，２１ａ 一方の主面
２ｂ，２１ｂ 所定領域
２ｃ，２１ｃ 他方の主面
２ｅ 高音速層
２ｆ 圧電層
３ 支持基板（多層基板）
３１ 支持基板
４ 絶縁層
５ カバー層
６ 弾性波フィルタ（ＳＡＷフィルタ）
６１ 弾性波フィルタ
６ａ 弾性波共振子
６１ａ ＢＡＷ共振子（弾性波共振子）
８，１１ 端子電極
９ 配線電極
１００ 高周波モジュール
１０１ モジュール基板
Ｐ 受動素子
Ｐ２ 受動素子（他の受動素子）

また、一方の主面５０３ａに弾性波共振子５０６ａを形成するのに必要な単層のフィルタ基板５０３の厚みは、弾性波共振子５０６ａの共振・***振周波数に応じて設定されるくし歯電極のピッチ（ピッチは波長の半分に相当する。例えば２ＧＨzのＳＡＷフィルタの代表的なピッチは約１μｍ。）の約５倍〜約６倍程度の厚みでよいことがシミュレーションによる解析結果により知られている。ところが、従来では、ベアチップ実装される際のフィルタ部品５０２のハンドリング性を向上させたり、フィルタ基板５０３の割れやかけを防止するために、フィルタ基板５０３の厚みは１００μｍ以上の厚みに形成され、フィルタ基板５０３は非常に厚く形成されている。例えば２ＧＨｚのＳＡＷフィルタではピッチの約１００倍の厚みにフィルタ基板５０３が形成され、フィルタ基板５０３が過剰に厚く形成されている。したがって、フィルタ基板５０３が過剰に厚く形成されている分、モジュール基板５０１にフィルタ部品５０２が実装された高周波モジュール５００の高さが高くなるという問題があった。

また、前記くし形電極のピッチがｐμｍであるときに、前記圧電層の厚みｔが、０．０５・ｐμｍ≦ｔ≦１００μｍ、であるとよい。

また、本発明にかかる高周波モジュールは、受動素子付フィルタ部品を備える高周波モジュールにおいて、前記受動素子付フィルタ部品が実装されたモジュール基板を備えることを特徴としている。

本発明の第１実施形態にかかる受動素子付フィルタ部品を示す断面図である。 図１の受動素子付フィルタ部品の変形例を示す図である。 図１の受動素子付フィルタ部品の他の変形例を示す図である。 本発明の第２実施形態にかかる受動素子付フィルタ部品を示す断面図である。 図４の受動素子付フィルタ部品の変形例を示す図である。 本発明の第３実施形態にかかる高周波モジュールを示す断面図である。 本発明の第４実施形態にかかる受動素子付フィルタ部品を示す断面図である。 図７の受動素子付フィルタ部品の変形例を示す図である。 図７の受動素子付フィルタ部品の他の変形例を示す図である。 図７の受動素子付フィルタ部品の他の変形例を示す図である。 図７の受動素子付フィルタ部品の他の変形例を示す図である。 本発明の第５実施形態にかかる受動素子付フィルタ部品を示す断面図である。 図１２の受動素子付フィルタ部品の変形例を示す図である。 本発明の第６実施形態にかかる受動素子付フィルタ部品を示す断面図である。 従来のフィルタ部品を示す図である。

図１４に示す受動素子付フィルタ部品１ｌが、図１の受動素子付フィルタ部品１と異なるのは、フィルタ基板２が、高音速層２ｅおよび圧電層２ｆの２層構造に形成されている点である。高音速層２ｅは、くし歯電極のピッチｐの３倍程度の厚みでＡｌＮにより形成され、圧電層２ｆは、くし歯電極のピッチｐの０．５倍程度のＬｉＴａＯ_３により形成される。このようにすると、ＡｌＮのバルク波の音速がＬｉＴａＯ_３上を伝搬する表面波の音速よりも早いため、表面波が支持基板３側に漏洩しない。したがって、表面波の特性を劣化させることなく、フィルタ基板２の厚みを薄くすることができる。なお、圧電層２ｆはくし歯電極のピッチｐの０．０５倍以上の厚みであることが望ましい。圧電層２ｆがこれより薄くなる場合は、圧電特性が劣化し、十分なフィルタ特性を得るのが難しくなる。

また、この実施形態では、共振・***振周波数に応じて設定される弾性波共振子６ａのくし歯電極のピッチがｐμｍであるときに、圧電層２ｆの厚みｔが、
０．０５・ｐμｍ≦ｔ≦１００μｍ
の厚みで形成されるようにすればよい。

Claims (14)

1. 一方の主面の所定領域に弾性波共振子を有する弾性波フィルタが形成されたフィルタ基板と、
   前記フィルタ基板の他方の主面上に配置された支持基板とを備え、
   前記支持基板に、配線電極により形成されて前記弾性波フィルタに電気的に接続された受動素子が設けられていることを特徴とする受動素子付フィルタ部品。
2. 前記フィルタ基板の厚みが前記支持基板よりも薄いことを特徴とする請求項１に記載の受動素子付フィルタ部品。
3. 前記フィルタ基板の厚みが１００μｍよりも薄いことを特徴とする請求項１または２に記載の受動素子付フィルタ部品。
4. 前記フィルタ基板が圧電基板であり、
   前記弾性波フィルタが、前記圧電基板の一方の主面に形成されたくし形電極を有する前記弾性波共振子を備えるＳＡＷフィルタである
   ことを特徴とする１または２に記載の受動素子付フィルタ部品。
5. 前記くし形電極のピッチがｐμｍであるときに、前記圧電基板の厚みｔが、
   ５・ｐμｍ≦ｔ≦１００μｍ
   であることを特徴とする請求項４に記載の受動素子付フィルタ部品。
6. 前記フィルタ基板が高音速層と圧電層との２層で構成されており、
   前記高音速層の一方の主面上に前記圧電層が配置され、他方の主面上に前記支持基板が配置され、
   前記弾性波フィルタが、前記圧電層の一方の主面に形成されたくし形電極を有する前記弾性波共振子を備えるＳＡＷフィルタであり、
   前記圧電層を伝搬する弾性波音速より、前記高音速層のバルク波音速が高速である
   ことを特徴とする１または２に記載の受動素子付フィルタ部品。
7. 前記くし形電極のピッチがｐμｍであるときに、前記圧電基板の厚みｔが、
   ０．０５・ｐμｍ≦ｔ≦１００μｍ
   であることを特徴とする請求項６に記載の受動素子付フィルタ部品。
8. 前記支持基板が多層基板であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の受動素子付フィルタ部品。
9. 前記受動素子は前記多層基板に内蔵されていることを特徴とする請求項８に記載の受動素子付フィルタ部品。
10. 前記フィルタ基板の一方の主面の前記所定領域を囲繞して配置された絶縁層と、
    前記絶縁層上に配置されることにより前記フィルタ基板との間に前記絶縁層とともに囲繞された空間を形成するカバー層と、
    前記カバー層の前記空間と反対側の主面から露出するように設けられ、前記弾性波フィルタに電気的に接続された外部接続用の端子電極と
    を備えることを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の受動素子付フィルタ部品。
11. 前記フィルタ基板の一方の主面の前記所定領域を囲繞して配置された絶縁層と、
    前記絶縁層上に配置されることにより前記フィルタ基板との間に前記絶縁層とともに囲繞された空間を形成するカバー層と、
    前記支持基板の前記フィルタ基板と反対側の主面に設けられ、前記弾性波フィルタに電気的に接続された外部接続用の端子電極と
    を備えることを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の受動素子付フィルタ部品。
12. 前記支持基板に、前記フィルタ基板に隣接配置された他のフィルタ基板がさらに設けられていることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれかに記載の受動素子付フィルタ部品。
13. 請求項１ないし１２のいずれかに記載の受動素子付フィルタ部品を備える高周波モジュールにおいて、
    前記受動素子付フィルタ部品が実装されたモジュール基板を備える
    ことを特徴とする高周波モジュール。
14. 前記弾性波フィルタに接続された他の受動素子が前記モジュール基板に設けられていることを特徴とする請求項１３に記載の高周波モジュール。

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