WO2011102049A1 - 弾性波デバイス - Google Patents

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filter
wave device
gap
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英雄 木藤
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株式会社 村田製作所
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    • H03H9/70—Multiple-port networks for connecting several sources or loads, working on different frequencies or frequency bands, to a common load or source
    • H03H9/72—Networks using surface acoustic waves
    • H03H9/725—Duplexers
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    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02—Details
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    • H03H9/0538—Constructional combinations of supports or holders with electromechanical or other electronic elements
    • H03H9/0566—Constructional combinations of supports or holders with electromechanical or other electronic elements for duplexers
    • H03H9/0576—Constructional combinations of supports or holders with electromechanical or other electronic elements for duplexers including surface acoustic wave [SAW] devices
    • H—ELECTRICITY
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    • H03H9/05—Holders; Supports
    • H03H9/10—Mounting in enclosures
    • H03H9/1064—Mounting in enclosures for surface acoustic wave [SAW] devices

Definitions

  • the present invention relates to an acoustic wave device, and more particularly, to an acoustic wave device such as a multiband filter or a duplexer provided with piezoelectric substrates facing each other through a gap.
  • two piezoelectric substrates 112 and 114 on which comb-shaped IDT (interdigital transducer) electrodes 121 and 123 for surface acoustic wave excitation are formed are opposed to each other.
  • IDT interdigital transducer
  • an elastic wave device dual filter in which a gap 118 is formed between piezoelectric substrates 112 and 114 by bonding via an intermediate layer 113 has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
  • a Tx (transmission) side filter is formed on one piezoelectric substrate, and Rx is formed on the other piezoelectric substrate. It is conceivable that the (receiving) side filter is formed and the piezoelectric substrates are arranged so that the surface on which the Tx side filter is formed and the surface on which the Rx side filter is formed face each other. With this configuration, the size can be reduced as compared with a configuration in which both the Tx-side filter and the Rx-side filter are formed on one surface of one piezoelectric substrate.
  • the Tx side filter 21 and the Rx-side filter 23 formed on the piezoelectric substrates 12 and 14, respectively, are coupled via a joint 13. It is necessary to arrange them so as not to face each other with the gap 18 formed between the substrates 12 and 14 interposed therebetween. If the arrangement of the Tx-side filter 21 and the Rx-side filter 23 is shifted, the merit of miniaturization obtained with a structure in which the two piezoelectric substrates 12 and 14 are opposed to each other through the gap 18 is diminished.
  • the center frequency is a frequency defined as an arithmetic average of the lower cut-off frequency and the upper cut-off frequency in the band rejection filter, and in the band-pass filter, the center pass frequency is defined as the lower pass frequency and the upper pass frequency.
  • the present invention provides an acoustic wave device that can be reduced in size while improving isolation characteristics and out-of-band attenuation even when a piezoelectric substrate is disposed so as to face each other through a gap. To do.
  • the present invention provides an acoustic wave device configured as follows.
  • the acoustic wave device includes (a) a first piezoelectric substrate, (b) a second piezoelectric substrate, (c) the first piezoelectric substrate and the second piezoelectric substrate facing each other, and the first piezoelectric substrate.
  • a bonding portion for bonding the first piezoelectric substrate and the second piezoelectric substrate so that a gap is formed between the piezoelectric substrate and the second piezoelectric substrate; and (d) via the gap.
  • a first pair of filters formed on one main surface of the first piezoelectric substrate facing the second piezoelectric substrate, and (e) facing the first piezoelectric substrate via the gap.
  • a second set of filters formed on one main surface of the second piezoelectric substrate.
  • the first set of filters and the second set of filters are opposed to each other through the gap as a plurality of pairs.
  • the absolute value of the difference in center frequency between the first set of filters and the second set of filters in each pair is selected from the group consisting of the first set of filters and the second set of filters.
  • the absolute value of the difference between the center frequencies of the two filters is larger than the minimum value.
  • the absolute value of the difference between the center frequencies of the first set of filters and the second set of filters is minimum for the pair of the first set of filters and the second set of filters that are opposed to each other with a gap. Combinations that result in values are excluded. That is, the filters having the closest center frequencies do not face each other. As a result, filters with close center frequencies can be arranged spatially apart, electromagnetic coupling between filters can be suppressed, out-of-band attenuation and isolation can be improved, and miniaturization and multi-band compatibility can be achieved. it can.
  • a combination in which the first set of filters and the second set of filters form a plurality of pairs and face each other through the gap is the first set of filters and the second set of each pair.
  • the first set of filters and the second set of filters are reception filters and transmission filters for two or more bands.
  • the elastic wave device is a multiband duplexer.
  • the first set of filters and the second set of filters in the gap are disposed between regions facing each other. It further includes a connection member that is bonded to the first piezoelectric substrate and the second piezoelectric substrate, has conductivity, and is electrically connected to the ground.
  • connection member electromagnetic coupling between different pairs of filters arranged on both sides of the connection member is suppressed by providing the ground by the connection member.
  • the out-of-band attenuation and the isolation can be further improved.
  • by transferring heat through the connecting member it is possible to improve the heat dissipation effect of the self-heating of the filter when power is applied, and it is possible to suppress the deterioration of power durability performance due to the integration of elements. Become.
  • the distance between the first and second piezoelectric substrates can be maintained by the connecting member, the strength of the acoustic wave device is improved.
  • the joint and the connection member are formed of the same material.
  • the manufacturing cost can be reduced by forming the joint portion and the connection member with the same material.
  • the thickness of the second piezoelectric substrate is smaller than the thickness of the first substrate.
  • the center frequency of the second set of filters is higher than the center frequency of the first filter.
  • the acoustic wave device of the present invention can be reduced in size while improving isolation characteristics and out-of-band attenuation even if the piezoelectric substrate is disposed so as to face each other with a gap.
  • Example 1-1 The acoustic wave device 10 of Example 1-1 will be described with reference to the cross-sectional view of FIG.
  • the acoustic wave device 10 includes a first piezoelectric substrate 12 and a second piezoelectric substrate 14 facing each other, and a gap between the first piezoelectric substrate 12 and the second piezoelectric substrate 14.
  • the first piezoelectric substrate 12 and the second piezoelectric substrate 14 are bonded via the bonding portion 13 so that 18 is formed.
  • the first piezoelectric substrate 12 has a first filter 22 (also referred to as “filter 1”) on one main surface (also referred to as “opposing surface”) 12 s that faces the second piezoelectric substrate 14 via a gap 18. And the second filter 24 (also referred to as “filter 2”) and the connection electrode 12a.
  • a third filter 26 (also referred to as “filter 3”) is provided on one main surface (also referred to as “opposing surface”) 14 s facing the first piezoelectric substrate 12 via the gap 18. )
  • a fourth filter 28 (also referred to as “filter 4”) and a connection electrode 14a.
  • connection electrode 12a of the first piezoelectric substrate 12 and the connection electrode 14a of the second piezoelectric substrate 14 are electrically connected by a bump or the like.
  • a via-hole conductor 14b penetrating the second piezoelectric substrate 14 is formed in the second piezoelectric substrate 14.
  • One end of the via-hole conductor 14b is connected to the connection electrode 14a.
  • a terminal electrode 14 c exposed to the outside is formed on the other main surface of the second piezoelectric substrate 14.
  • the terminal electrode 14c is connected to the other end of the via hole conductor 14b.
  • the first piezoelectric substrate 12 and the second piezoelectric substrate 14 are substrates made of a piezoelectric material such as lithium tantalate (LiTaO 3 ) or lithium niobate (LiNbO 3 ).
  • the joint portion 13 is formed using a solder alloy, resin, or the like.
  • First and second filters 22 and 24 formed on the facing surface 12s of the first piezoelectric substrate 12, and third and fourth filters 26 and 28 formed on the facing surface 14s of the second piezoelectric substrate 14 Is a filter including a comb-shaped IDT electrode that excites an elastic wave such as a surface acoustic wave (SAW) or a boundary wave.
  • SAW surface acoustic wave
  • the first and second filters 22 and 24 formed on the facing surface 12s of the first piezoelectric substrate 12 are a first set of filters.
  • the third and fourth filters 26 and 28 formed on the facing surface 14s of the second piezoelectric substrate 14 are a second set of filters.
  • the first filter 22 and the third filter 26 form a first pair, and are opposed to each other through the gap 18.
  • the second filter 24 and the fourth filter 28 form a second pair and face each other through the gap 18.
  • the absolute value of the difference between the center frequencies of the first pair of filters is
  • the absolute value of the difference between the center frequencies of the second pair of filters is
  • the center frequencies f1 to f4 of the filters 1 to 4 are the absolute values
  • the second set of filters that is, filters 1 to 4 are determined so as to be larger than the minimum value of the absolute values of the differences between the center frequencies of the two filters.
  • the center frequencies f1 to f4 of the filters 1 to 4 are among the combinations shown in Table 1-1 below.
  • “ ⁇ ” in the table is a case that can be selected in Example 1-1.
  • “X” in the table indicates a case where the selection is not made in Example 1-1.
  • the acoustic wave device 10 including the plurality of filters 22, 24, 26, and 28 can be reduced in size.
  • the filters 22, 26; 24, 28 facing each other with the gap 18 therebetween are close to each other in space, so that electromagnetic coupling tends to be strong. However, as shown in cases 1 to 4 in Table 1-1, If the center frequency is far from that of cases 5 and 6, electromagnetic coupling can be suppressed, so that the out-of-band attenuation can be improved.
  • Cases 1 and 3 which are combinations that maximize the minimum absolute value of the difference in center frequency (950 MHz in case 1, 900 MHz in case 2, 950 MHz in case 3, 900 MHz in case 4), Compared to Case 4, it is preferable because the amount of out-of-band attenuation and isolation can be improved.
  • Example 1-2 has substantially the same configuration as the acoustic wave device 10 of Example 1-1. Hereinafter, the difference will be mainly described with reference to FIG.
  • Example 1-2 as shown in FIG. 1, the thickness of the second piezoelectric substrate 14 is smaller than the thickness of the first piezoelectric substrate 12.
  • the center frequencies f1 to f4 of the first to fourth filters 22, 24, 26, and 28 are the center of the filter in each pair facing each other through the air gap 16 as in the case of Example 1-1.
  • are both selected from the group consisting of the first set of filters and the second set of filters (ie, filters 1 to 4). The difference between the center frequencies of the two filters is set to be larger than the minimum value.
  • Example 1-2 in addition to satisfying the same conditions as in Example 1-1 above, a second set of pairs formed on the opposing surface 14s of the relatively thin second piezoelectric substrate 14 in each pair is also provided.
  • the center frequency of the filters 26 and 28 is set to be higher than the center frequency of the first set of filters 22 and 24 formed on the opposed surface 12s of the relatively thick first piezoelectric substrate 12. That is, a combination is selected in which the center frequency of the filter 3 is higher than the center frequency of the filter 1 in the first pair and the center frequency of the filter 4 is higher than the center frequency of the filter 2 in the second pair.
  • the center frequencies f1 to f4 of the filters 1 to 4 are expressed in the following Table 1-
  • the center frequency of the filter 3 is the center frequency of the filter 1 out of cases 1 to 4 excluding cases 5 and 6 including the minimum value of the absolute value of the center frequency difference between the two filters of 50 MHz.
  • the case 1 or 2 in which the center frequency of the filter 4 is higher than the center frequency of the filter 2 is selected.
  • “ ⁇ ” in the table indicates a case that can be selected in Example 1-2.
  • “X” in the table indicates a case where the selection is not made in Example 1-2.
  • Example 2-1 is a dual DPX (duplexer) for two bands by using the four filters 22, 24, 26, and 28 (filters 1 to 4) shown in Example 1-1. ) Is configured.
  • the filters 22, 24, 26, and 28 formed on the opposing surfaces 12s and 14s of the first and second piezoelectric substrates 12 and 14 are Tx (transmission) side filters or Rx (reception) side filters of different bands. Configure to face each other.
  • the center frequencies of Tx and Rx of each band are Band2 Tx: 1880MHz Band2 Rx: 1960MHz Band8 Tx: 897.5MHz Band8 Rx: 942.5MHz It becomes.
  • the center frequencies f1 to f4 of the filters 1 to 4 are two filters selected from the group consisting of filters of 1880 MHz, 1960 MHz, 897.5 MHz, and 942.5 MHz among the combinations shown in the following Table 2-1.
  • cases 5 and 6 including 45 MHz, which is the minimum absolute value of the difference between the center frequencies any combination of cases 1 to 4 is selected.
  • “ ⁇ ” in the table indicates a case that can be selected in Example 2-1.
  • “X” in the table indicates a case where the selection is not performed in the example 2-1.
  • Example 2-1 is arranged such that the filters having close center frequencies are not opposed to each other via the air gap 18, so that electromagnetic coupling between the filters is suppressed, and the isolation characteristics are reduced. Can be improved.
  • Example 2-2 has substantially the same configuration as the DPX of Example 2-1. Hereinafter, the difference will be mainly described with reference to FIG.
  • Example 2-2 as shown in FIG. 1, the thickness of the second piezoelectric substrate 14 is smaller than the thickness of the first piezoelectric substrate 12.
  • the center frequencies f1 to f4 of the first to fourth filters 22, 24, 26, and 28 are the center of the filter in each pair facing each other through the air gap 18 as in the case of Example 2-1.
  • are both selected from the group consisting of the first set of filters and the second set of filters (ie, filters 1 to 4).
  • the absolute value of the difference between the center frequencies of the two filters is set to be larger than the minimum value.
  • Example 2-2 the same conditions as in Example 2-1 were satisfied, and in each pair, a second set of pairs formed on the opposed surface 14s of the relatively thin second piezoelectric substrate 14 was further provided.
  • the center frequency of the filters 26 and 28 is set to be higher than the center frequency of the first set of filters 22 and 24 formed on the opposed surface 12 s of the relatively thick first piezoelectric substrate 12. That is, a combination is selected in which the center frequency of the filter 3 is higher than the center frequency of the filter 1 in the first pair and the center frequency of the filter 4 is higher than the center frequency of the filter 2 in the second pair.
  • the center frequencies f1 to f4 of the filters 1 to 4 are the center between the two filters as shown in Table 2-2 below.
  • the center frequency of filter 3 is higher than the center frequency of filter 1 and the center frequency of filter 4 is Case 1 or 2 that is higher than the center frequency of the filter 2 is selected.
  • “ ⁇ ” in the table indicates a case that can be selected in Example 2-2.
  • “X” in the table indicates a case where no selection is made in Example 2-2.
  • the unnecessary response due to the bulk wave radiated in the depth direction of the piezoelectric substrate increases as the thickness of the piezoelectric substrate normalized by the IDT electrode pitch decreases.
  • a first set of filters 22 formed on the opposed surface 14s of the relatively thin second piezoelectric substrate 14 and the opposed surface 12s of the relatively thick first piezoelectric substrate 12 By arranging the second set of filters 26 and 28 whose center frequency is higher than the center frequency of 24, unnecessary responses due to bulk waves can be effectively suppressed.
  • Example 3 The acoustic wave device 10a of Example 3 will be described with reference to a cross-sectional view of FIG.
  • the elastic wave device 10a of the third embodiment further includes a connecting member 16 in addition to the configuration of the elastic wave device 10 of the first embodiment 1-1.
  • the connecting member 16 is a columnar or wall-like metal structure joined to the facing surface 12s of the first piezoelectric substrate 12 and the facing surface 14s of the second piezoelectric substrate 14, and has conductivity.
  • the connecting member 16 includes a region 15 where the first pair of filters 22 and 26 face each other, and a second pair of filters 24 and 28. Are disposed between the regions 17 facing each other.
  • the connection member 16 is electrically connected to the ground electrode via a wiring pattern or a via hole conductor.
  • connection member 16 be formed of the same material as the joint portion 13 (for example, a solder alloy or a conductive paste) because the manufacturing cost can be reduced.
  • the elastic wave device 10a according to the third embodiment can improve the isolation characteristics and the number of out-of-band sources even if the elastic device 10a is downsized.
  • connection member 16 disposed between the region 15 where the first pair of filters 22 and 26 face each other and the region 17 where the second pair of filters 24 and 28 face each other is provided. It becomes a shield electrode, and electromagnetic coupling between the first pair of filters 22 and 26 and the second pair of filters 24 and 28 is suppressed. Thereby, the out-of-band attenuation and the isolation can be further improved.
  • connection member 16 becomes a heat dissipation path, and heat generated when power is applied to the filters 22, 24, 26, and 28 is easily released, so that the temperature rise of the filters 22, 24, 26, and 28 when power is applied is suppressed. be able to. As a result, it is possible to suppress deterioration of the power durability performance due to the integration of elements.
  • the connecting member 16 By providing the connecting member 16, the distance between the first and second piezoelectric substrates 12 and 14 facing each other through the gap 18 can be maintained, so that the strength of the acoustic wave device 10a is improved. Thereby, for example, the mold resistance of the acoustic wave device 10a is improved.
  • the connecting member 16 is preferably capable of completely shielding (separating) the gap 18 into the gaps 15 and 17 over the paper surface (FIG. 2) in the depth direction. However, the connecting member 16 is partly connected to the opposing faces 12s and 14s. Even with this structure, a certain shielding effect and improved mold resistance can be expected.
  • the present invention is not limited to the case where the band-pass filter is formed on the first and second piezoelectric substrates, but is also applied to the case where the band-stop filter is formed on the first and second piezoelectric substrates. be able to.
  • the present invention can also be applied to a multiband filter having a larger number of bands than a quad band and a multiband duplexer having a larger number of bands than a dual band.

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Abstract

　空隙を介して対向するように圧電基板を配置しても、アイソレーション特性や帯域外減衰量を改善しつつ小型化することができる弾性波デバイスを提供する。　弾性波デバイス１０は、第１の圧電基板１２と第２の圧電基板１４とが、空隙１８を介して対向するように、接合部１３により接合されている。第１の圧電基板１２の対向面１２ｓに形成された第１組の複数のフィルタ２２，２４と、第２の圧電基板１４の対向面１４ｓに形成された第２組の複数のフィルタ２６，２８とは、複数の対２２，２６；２４，２８となって空隙１８を介して対向する。各対の第１組のフィルタと第２組のフィルタとの中心周波数の差の絶対値は、いずれも、第１組のフィルタと第２組のフィルタとからなる群２２，２４，２６，２８から選択された２つのフィルタの中心周波数の差の絶対値のうちの最小値よりも大きい。

Description

弾性波デバイス
　本発明は、弾性波デバイスに関し、詳しくは、空隙を介して対向する圧電基板を備えたマルチバンドのフィルタやデュプレクサなどの弾性波デバイスに関する。
　例えば図４の断面図に示すように、弾性表面波励振用の櫛型のＩＤＴ（interdigital transducer）電極１２１，１２３が形成された２枚の圧電基板１１２，１１４を、電極形成面同士が対向するように中間層１１３を介して接合することにより、圧電基板１１２，１１４間に空隙１１８を形成した弾性波デバイス（デュアルフィルタ）が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特表２００８－５４６２０７号公報
　このように圧電基板が空隙を介して対向する構成を、ＳＡＷ－ＤＰＸ（弾性表面波デュプレクサ）に適用する場合、一方の圧電基板にＴｘ（送信）側フィルタを形成し、他方の圧電基板にＲｘ（受信）側フィルタを形成し、Ｔｘ側フィルタが形成された面とＲｘ側フィルタが形成された面とが対向するように圧電基板同士を配置することが考えられる。このように構成すると、１つの圧電基板の片側表面にＴｘ側フィルタとＲｘ側フィルタの両方を形成する構成と比べると、小型化が図れる。
　しかしながら、Ｔｘ側フィルタとＲｘ側フィルタとが僅かな空隙を挟んで対向すると、電磁的な結合によりアイソレーションが悪化する。これを改善するためには、例えば図３の断面図に示すように、圧電基板１２，１４にそれぞれ形成されるＴｘ側フィルタ２１とＲｘ側フィルタ２３は、接合部１３を介して結合される圧電基板１２，１４間に形成される空隙１８を挟んで対向しないように、ずらして配置する必要がある。Ｔｘ側フィルタ２１とＲｘ側フィルタ２３の配置をずらすと、２つの圧電基板１２，１４が空隙１８を介して対向する構造で得られる小型化のメリットが薄れてしまう。
　そのため、圧電基板が空隙を介して対向する構成をＳＡＷ－ＤＰＸに適用する場合、アイソレーション特性の確保と小型化とは、両立が困難である。
　圧電基板が空隙を介して対向する構成をデュアルフィルタに適用する場合でも、２つのフィルタの中心周波数が近い場合は、２つのフィルタの電磁的な結合により、帯域外減衰量が悪化する。そのため、帯域外減衰量の確保と小型化とは、両立が困難になる。
　なお、中心周波数とは、帯域阻止フィルタにおいては下側の遮断周波数と上側の遮断周波数の相加平均として定義される周波数であり、帯域通過フィルタにおいては下側の通過周波数と上側の通過周波数の相加平均として定義される周波数である。
　本発明は、かかる実情に鑑み、空隙を介して対向するように圧電基板を配置しても、アイソレーション特性や帯域外減衰量を改善しつつ小型化することができる弾性波デバイスを提供しようとするものである。
　本発明は、上記課題を解決するために、以下のように構成した弾性波デバイスを提供する。
　弾性波デバイスは、（ａ）第１の圧電基板と、（ｂ）第２の圧電基板と、（ｃ）前記第１の圧電基板と前記第２の圧電基板とが対向し、かつ前記第１の圧電基板と前記第２の圧電基板との間に空隙が形成されるように、前記第１の圧電基板と前記第２の圧電基板とを接合する接合部と、（ｄ）前記空隙を介して前記第２の圧電基板に対向する前記第１の圧電基板の一方主面に形成された第１組の複数のフィルタと、（ｅ）前記空隙を介して前記第１の圧電基板に対向する前記第２の圧電基板の一方主面に形成された第２組の複数のフィルタとを備える。前記第１組のフィルタと前記第２組のフィルタとは、複数の対となって前記空隙を介して対向する。前記各対の前記第１組のフィルタと前記第２組のフィルタとの中心周波数の差の絶対値は、いずれも、前記第１組のフィルタと前記第２組のフィルタとからなる群から選択された２つのフィルタの中心周波数の差の絶対値のうちの最小値よりも大きい。
　上記構成によれば、第１組のフィルタと第２組のフィルタとが空隙を介して対向する対には、第１組のフィルタと第２組のフィルタの中心周波数の差の絶対値が最小値になる組み合わせが除かれる。すなわち、中心周波数の最も近いフィルタ同士は対向しない。これにより、中心周波数の近いフィルタ同士を空間的に離して配置することができ、フィルタ間の電磁結合が抑制され、帯域外減衰量やアイソレーションを改善できるとともに、小型化とマルチバンド対応を実現できる。
　好ましくは、前記第１組のフィルタと前記第２組のフィルタとが複数の前記対となって前記空隙を介して対向する組み合わせは、前記各対の前記第１組のフィルタと前記第２組のフィルタとの中心周波数の差の絶対値の最小値が最大となる組み合わせである。
　この場合、空隙を介して対向する第１のフィルタと第２のフィルタとの中心周波数の差の絶対値をできるだけ大きくすることができるので、帯域外減衰量やアイソレーションをより改善できる。
　好ましい一態様において、前記第１組のフィルタ及び前記第２組のフィルタは、２以上のバンドの受信側フィルタ及び送信側フィルタである。
　この場合、弾性波デバイスは、マルチバンドデュプレクサである。
　好ましくは、弾性波デバイスは、（ｆ）前記空隙内において、前記対となる前記第１組のフィルタと前記第２組のフィルタとが互いに対向する領域の間に配置されるように、前記第１の圧電基板と前記第２の圧電基板とに接合され、導電性を有し、グランドに電気的に接続される接続部材をさらに備える。
　この場合、接続部材によるグランドを備えることにより、接続部材の両側に配置された異なる対のフィルタ間の電磁的な結合が抑制される。これにより、帯域外減衰量やアイソレーションをさらに改善できる。また、接続部材を介して熱を伝えることにより、電力印加時のフィルタの自己発熱の放熱効果を向上させることが可能になり、素子の集積にともなう耐電力性能の劣化を抑制することが可能になる。また、接続部材によって第１及び第２の圧電基板の間隔を保持することができるので、弾性波デバイスの強度が向上する。
　好ましくは、前記接合部と前記接続部材とが同一材料で形成される。
　この場合、接合部と接続部材とを同一材料で形成することにより、製造コストを抑えることができる。
　好ましくは、前記第２の圧電基板の厚みは、前記第１基板の厚みよりも小さい。前記第１組のフィルタと前記第２組のフィルタとの前記各対において、前記第２組のフィルタの中心周波数が前記第１のフィルタの中心周波数よりも高い。
　この場合、相対的に薄い第２の圧電基板に、相対的に中心周波数が高いフィルタを形成することにより、バルク波による不要レスポンスを効果的に抑えることができる。
　本発明の弾性波デバイスは、空隙を介して対向するように圧電基板を配置しても、アイソレーション特性や帯域外減衰量を改善しつつ小型化することができる。
弾性波デバイスの断面図である。（実施例１－１、１－２、２－１，２－２） 弾性波デバイスの断面図である。（実施例３） 弾性波デバイスの断面図である。（比較例） 弾性波デバイスの断面図である。（従来例）
　以下、本発明の実施の形態について、図１及び図２を参照しながら説明する。
　＜実施例１－１＞　実施例１－１の弾性波デバイス１０について、図１の断面図を参照しながら説明する。
　図１に示すように、弾性波デバイス１０は、第１の圧電基板１２と第２の圧電基板１４とが対向し、かつ第１の圧電基板１２と第２の圧電基板１４との間に空隙１８が形成されるように、第１の圧電基板１２と第２の圧電基板１４とが、接合部１３を介して接合されている。
　第１の圧電基板１２には、空隙１８を介して第２の圧電基板１４に対向する一方主面（「対向面」ともいう。）１２ｓに、第１のフィルタ２２（「フィルタ１」ともいう。）及び第２のフィルタ２４（「フィルタ２」ともいう。）と、接続電極１２ａとが形成されている。
　第２の圧電基板１４には、空隙１８を介して第１の圧電基板１２に対向する一方主面（「対向面」ともいう。）１４ｓに、第３のフィルタ２６（「フィルタ３」ともいう。）及び第４のフィルタ２８（「フィルタ４」ともいう。）と、接続電極１４ａとが形成されている。
　第１の圧電基板１２の接続電極１２ａと第２の圧電基板１４の接続電極１４ａとは、バンプ等により電気的に接続されている。
　第２の圧電基板１４には、第２の圧電基板１４を貫通するビアホール導体１４ｂが形成されている。ビアホール導体１４ｂの一端は、接続電極１４ａに接続されている。第２の圧電基板１４の他方主面には、外部に露出する端子電極１４ｃが形成されている。端子電極１４ｃは、ビアホール導体１４ｂの他端に接続されている。
　第１の圧電基板１２及び第２の圧電基板１４は、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）やニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）などの圧電材料からなる基板である。接合部１３は、はんだ合金や樹脂等を用いて形成する。
　第１の圧電基板１２の対向面１２ｓに形成された第１及び第２のフィルタ２２，２４と、第２の圧電基板１４の対向面１４ｓに形成された第３及び第４のフィルタ２６，２８とは、弾性表面波（ＳＡＷ）や境界波などの弾性波を励振する櫛型のＩＤＴ電極を含むフィルタである。
　第１の圧電基板１２の対向面１２ｓに形成された第１及び第２のフィルタ２２，２４は、第１組のフィルタである。第２の圧電基板１４の対向面１４ｓに形成された第３及び第４のフィルタ２６，２８は、第２組のフィルタである。
　第１のフィルタ２２と第３のフィルタ２６とは第１の対となっており、空隙１８を介して互いに対向している。第２のフィルタ２４と第４のフィルタ２８とは第２の対となっており、空隙１８を介して互いに対向している。
　第１乃至第４のフィルタ２２，２４，２６，２８（フィルタ１～４）の中心周波数をｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４とすると、第１対のフィルタの中心周波数の差の絶対値は｜ｆ１－ｆ３｜、第２対のフィルタの中心周波数の差の絶対値は｜ｆ２－ｆ４｜である。
　実施例１－１では、フィルタ１～４の中心周波数ｆ１～ｆ４は、各対の中心周波数の差の絶対値｜ｆ１－ｆ３｜、｜ｆ２－ｆ４｜が、いずれも、第１組のフィルタと第２組のフィルタとからなる群（すなわち、フィルタ１～４）から選択された２つのフィルタの中心周波数の差の絶対値のうちの最小値よりも大きくなるように、決定されている。
　例えば、ＧＳＭ４波（中心周波数：８５０ＭＨｚ，９００ＭＨｚ，１８００ＭＨｚ，１９００ＭＨｚ）のクワッドバンドフィルタを例に取ると、フィルタ１～４の中心周波数ｆ１～ｆ４は、次の表１－１に示す組み合わせのうち、８５０ＭＨｚ，９００ＭＨｚ，１８００ＭＨｚ，１９００ＭＨｚのフィルタからなる群から選択された２つのフィルタの中心周波数の差の絶対値の最小値である５０ＭＨzを含むケース５、６以外、すなわちケース１～４のいずれかの組み合わせを選択する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 表中の「○」は、実施例１－１において選択可能なケースである。表中の「×」は、実施例１－１において選択しないケースである。
　これにより、複数のフィルタ２２，２４，２６，２８を含む弾性波デバイス１０を小型化することができる。あるいは、同じ大きさのパッケージにより多くのフィルタを組み込み、より多くのバンドに対応できる弾性波デバイスを提供し、部品点数の削減及び実装面積削減によるコストダウンに寄与することが可能となる。
　空隙１８を挟んで対向するフィルタ２２，２６；２４，２８は、空間的に最も近接しているため電磁的な結合が強くなりやすいが、表１－１のケース１～４のように、互いの中心周波数がケース５，６に比べ離れていると、電磁的な結合が抑えられるため、帯域外減衰量を向上させることが可能となる。
　なお、対となるフィルタの中心周波数の差の絶対値が大きいほど、対となるフィルタ間の電磁的な結合が弱くなるので、表１－１のケース１～４の中でも、各対のフィルタの中心周波数の差の絶対値の最小値（ケース１では９５０ＭＨｚ、ケース２では９００ＭＨｚ、ケース３では９５０ＭＨｚ、ケース４では９００ＭＨｚ）が最大になる組み合わせであるケース１及びケース３の方が、ケース２及びケース４に比べ、帯域外減衰量やアイソレーションをより改善でき、好ましい。
　＜実施例１－２＞　実施例１－２は、実施例１－１の弾性波デバイス１０と略同じ構成である。以下では、図１を参照しながら相違点を中心に説明する。
　実施例１－２では、図１に示されているように、第２の圧電基板１４の厚みが第１の圧電基板１２の厚みよりも小さい。
　第１乃至第４のフィルタ２２，２４，２６，２８（フィルタ１～４）の中心周波数ｆ１～ｆ４は、実施例１－１と同様に、空隙１６を介して対向する各対におけるフィルタの中心周波数の差の絶対値｜ｆ１－ｆ３｜、｜ｆ２－ｆ４｜が、いずれも、第１組のフィルタと第２組のフィルタとからなる群（すなわち、フィルタ１～４）から選択された２つのフィルタの中心周波数の差の絶対値のうちの最小値よりも大きくなるようにする。
　実施例１－２では、上記の実施例１－１と同じ条件を満たした上、さらに、各対において、相対的に薄い第２の圧電基板１４の対向面１４ｓに形成される第２組のフィルタ２６，２８の中心周波数の方が、相対的に厚い第１の圧電基板１２の対向面１２ｓに形成される第１組のフィルタ２２，２４の中心周波数よりも高くなるようにする。つまり、第１対においてフィルタ３の中心周波数がフィルタ１の中心周波数よりも高く、かつ、第２対においてフィルタ４の中心周波数がフィルタ２の中心周波数よりも高くなる組み合わせを選択する。
　例えば、実施例１－１と同じＧＳＭ４波（中心周波数：８５０ＭＨｚ，９００ＭＨｚ，１８００ＭＨｚ，１９００ＭＨｚ）のクワッドバンドフィルタを例に取ると、フィルタ１～４の中心周波数ｆ１～ｆ４は、次の表１－２に示すように、２つのフィルタ間の中心周波数の差の絶対値の最小値である５０ＭＨzを含むケース５、６を除くケース１～４のうち、フィルタ３の中心周波数がフィルタ１の中心周波数よりも高く、かつ、フィルタ４の中心周波数がフィルタ２の中心周波数よりも高くなるケース１又は２を選択する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 表中の「○」は実施例１－２において選択可能なケースである。表中の「×」は実施例１－２において選択しないケースである。
　ＩＤＴ電極によって励振される弾性波のうちの圧電基板の深さ方向に放射されるバルク波による不要レスポンスは、ＩＤＴ電極のピッチで規格化した圧電基板の厚みが小さいほど大きくなってくる。フィルタ同士が対向する各対において、相対的に薄い第２の圧電基板１４の対向面１４ｓに、相対的に厚い第１の圧電基板１２の対向面１２ｓに形成された第１組のフィルタ２２，２４の中心周波数によりも中心周波数が高い第２組のフィルタ２６，２８を配することにより、バルク波による不要レスポンスを効果的に抑えることができる。
　＜実施例２－１＞　実施例２－１は、実施例１－１で示した４個のフィルタ２２，２４，２６，２８（フィルタ１～４）によって、２つのバンド用のデュアルＤＰＸ（デュプレクサ）が構成される。第１及び第２の圧電基板１２，１４の対向面１２ｓ，１４ｓに形成されるフィルタ２２，２４，２６，２８は、別のバンドのＴｘ（送信）側フィルタあるいはＲｘ（受信）側フィルタが互いに対向するように構成する。
　例えばＢａｎｄ２とＢａｎｄ８のデュアルＤＰＸの場合、各バンドのＴｘ及びＲｘの中心周波数は、
　　Ｂａｎｄ２　Ｔｘ　：１８８０ＭＨｚ
　　Ｂａｎｄ２　Ｒｘ　：１９６０ＭＨｚ
　　Ｂａｎｄ８　Ｔｘ　：８９７．５ＭＨｚ
　　Ｂａｎｄ８　Ｒｘ　：９４２．５ＭＨｚ
となる。
　この場合、フィルタ１～４の中心周波数ｆ１～ｆ４は、次の表２－１に示す組み合わせのうち、１８８０ＭＨｚ，１９６０ＭＨｚ，８９７．５ＭＨｚ，９４２．５ＭＨｚのフィルタからなる群から選択された２つのフィルタの中心周波数の差の絶対値の最小値である４５ＭＨzを含むケース５、６以外、すなわちケース１～４のいずれかの組み合わせを選択する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 表中の「○」は、実施例２－１において選択可能なケースである。表中の「×」は、実施例２－１において選択しないケースである。
　実施例２－１は、実施例１－１と同じく、中心周波数が近いフィルタ同士が空隙１８を介して対向しないように配置することにより、フィルタ間の電磁的な結合が抑制され、アイソレーション特性を改善できる。
　なお、対となるフィルタの中心周波数の差の絶対値が大きいほどフィルタ間の電磁的な結合が弱くなるので、表２－１のケース１～４の中でも、各対のフィルタの中心周波数の差の絶対値の最小値（ケース１では９８２．５ＭＨｚ、ケース２では９３７．５ＭＨｚ、ケース３では９８２．５ＭＨｚ、ケース４では９３７．５ＭＨｚ）が最大になる組み合わせであるケース１及びケース３の方が、ケース２及びケース４に比べ、帯域外減衰量やアイソレーションをより改善でき、好ましい。
　＜実施例２－２＞　実施例２－２は、実施例２－１のＤＰＸと略同じ構成である。以下では、図１を参照しながら相違点を中心に説明する。
　実施例２－２では、図１に示されているように、第２の圧電基板１４の厚みが第１の圧電基板１２の厚みよりも小さい。
　第１乃至第４のフィルタ２２，２４，２６，２８（フィルタ１～４）の中心周波数ｆ１～ｆ４は、実施例２－１と同様に、空隙１８を介して対向する各対におけるフィルタの中心周波数の差の絶対値｜ｆ１－ｆ３｜、｜ｆ２－ｆ４｜が、いずれも、第１組のフィルタと第２組のフィルタとからなる群（すなわち、フィルタ１～４）から選択された２つのフィルタの中心周波数の差の絶対値のうちの最小値よりも大きくなるようする。
　実施例２－２では、上記の実施例２－１と同じ条件を満たした上、さらに、各対において、相対的に薄い第２の圧電基板１４の対向面１４ｓに形成される第２組のフィルタ２６，２８の中心周波数が、相対的に厚い第１の圧電基板１２の対向面１２ｓに形成される第１組のフィルタ２２，２４の中心周波数よりも高くなるようにする。つまり、第１対においてフィルタ３の中心周波数がフィルタ１の中心周波数よりも高く、かつ、第２対においてフィルタ４の中心周波数がフィルタ２の中心周波数よりも高くなる組み合わせを選択する。
　例えば、実施例２－１と同じＢａｎｄ２とＢａｎｄ８のデュアルＤＰＸを例に取ると、フィルタ１～４の中心周波数ｆ１～ｆ４は、次の表２－２に示すように、２つのフィルタ間の中心周波数の差の絶対値の最小値である４５ＭＨzを含むケース５、６を除くケース１～４のうち、フィルタ３の中心周波数がフィルタ１の中心周波数よりも高く、かつ、フィルタ４の中心周波数がフィルタ２の中心周波数よりも高くなるケース１又は２を選択する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 表中の「○」は、実施例２－２において選択可能なケースである。表中の「×」は、実施例２－２において選択しないケースである。
　ＩＤＴ電極によって励振される弾性波のうちの圧電基板の深さ方向に放射されるバルク波による不要レスポンスは、ＩＤＴ電極のピッチで規格化した圧電基板の厚みが小さいほど大きくなってくる。フィルタ同士が対向する各対において、相対的に薄い第２の圧電基板１４の対向面１４ｓに、相対的に厚い第１の圧電基板１２の対向面１２ｓに形成された第１組のフィルタ２２，２４の中心周波数によりも中心周波数が高い第２組のフィルタ２６，２８を配することにより、バルク波による不要レスポンスを効果的に抑えることができる。
　＜実施例３＞　実施例３の弾性波デバイス１０ａについて、図２の断面図を参照しながら説明する。
　図２に示すように、実施例３の弾性波デバイス１０ａは、実施例１－１の弾性波デバイス１０の構成に、接続部材１６をさらに備えている。
　接続部材１６は、第１の圧電基板１２の対向面１２ｓと第２の圧電基板１４の対向面１４ｓとに接合された柱状あるいは壁状の金属製の構造物であり、導電性を有する。接続部材１６は、第１の圧電基板１２と第２の圧電基板１４との間の空隙１８において、第１対のフィルタ２２，２６が互いに対向する領域１５と、第２対のフィルタ２４，２８が互いに対向する領域１７との間に配置されている。図示していないが、接続部材１６は、配線パターンやビアホール導体を介して、グランド電極に電気的に接続される。
　接続部材１６は、接合部１３と同一材料（例えば、はんだ合金や導電性ペースト）で形成すると、製造コストを抑えることができるので、好ましい。
　実施例３の弾性波デバイス１０ａは、実施例１－１等と同様に、小型化してもアイソレーション特性や帯域外源数量を改善することができる。
　実施例３の弾性波デバイス１０ａは、第１対のフィルタ２２，２６が互いに対向する領域１５と第２対のフィルタ２４，２８が互いに対向する領域１７との間に配置された接続部材１６がシールド電極となり、第１対のフィルタ２２，２６と第２対のフィルタ２４，２８との間の電磁的な結合が抑制される。これにより、帯域外減衰量やアイソレーションをさらに改善できる。
　接続部材１６は放熱経路となり、フィルタ２２，２４，２６，２８に電力が印加されることによって発生する熱を逃がしやすくなるため、電力印加時のフィルタ２２，２４，２６，２８の温度上昇を抑えることができる。これにより、素子の集積にともなう耐電力性能の劣化を抑制することが可能になる。
　接続部材１６を設けることにより、第１及び第２の圧電基板１２，１４のうち空隙１８を介して対向する部分の間隔を保持することができるので、弾性波デバイス１０ａの強度が向上する。これにより、例えば、弾性波デバイス１０ａは、モールド耐性が向上する。
　なお、接続部材１６は、紙面（図２）奥行き方向に渡って空隙１８を空隙１５，１７に完全に遮蔽（分離）できることが望ましいが、部分的に対向面１２ｓと１４ｓに接続された支柱状の構造であっても、一定のシールド効果とモールド耐性の向上は期待できる。
　＜まとめ＞　以上に説明したように、空隙を介して対向する圧電基板の対向面に形成するフィルタについて、空隙を介して対向し対となるフィルタ同士の中心周波数の差の絶対値に着目して、各フィルタの中心周波数を決定することにより、マルチ（クワッド）バンドフィルタの帯域外減衰量を改善したり、デュアルバンドデュプレクサのアイソレーション特性を改善したりすることができる。
　なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変更を加えて実施することが可能である。
　例えば、本発明は、第１及び第２の圧電基板に帯域通過フィルタが形成されている場合に限らず、第１及び第２の圧電基板に帯域阻止フィルタが形成されている場合にも適用することができる。また、本発明は、クワッドバンドよりもバンド数が多いマルチバンドフィルタやデュアルバンドよりバンド数が多いマルチバンドデュプレクサにも適用することができる。
　１０，１０ａ　弾性波デバイス
　１２　第１の圧電基板
　１２ｓ　一方主面（対向面）
　１３　接合部
　１４　第２の圧電基板
　１４ｓ　一方主面（対向面）
　１６　接続部材
　１８　空隙
　２２　第１のフィルタ（第１組のフィルタ、第１対のフィルタ、フィルタ１）
　２４　第２のフィルタ（第１組のフィルタ、第２対のフィルタ、フィルタ２）
　２６　第３のフィルタ（第２組のフィルタ、第１対のフィルタ、フィルタ３）
　２８　第４のフィルタ（第２組のフィルタ、第２対のフィルタ、フィルタ４）

Claims (6)

  1. 　第１の圧電基板と、
    　第２の圧電基板と、
    　前記第１の圧電基板と前記第２の圧電基板とが対向し、かつ前記第１の圧電基板と前記第２の圧電基板との間に空隙が形成されるように、前記第１の圧電基板と前記第２の圧電基板とを接合する接合部と、
    　前記空隙を介して前記第２の圧電基板に対向する前記第１の圧電基板の一方主面に形成された第１組の複数のフィルタと、
    　前記空隙を介して前記第１の圧電基板に対向する前記第２の圧電基板の一方主面に形成された第２組の複数のフィルタと、
    を備え、
    　前記第１組のフィルタと前記第２組のフィルタとは、複数の対となって前記空隙を介して対向し、
    　前記各対の前記第１組のフィルタと前記第２組のフィルタとの中心周波数の差の絶対値は、いずれも、前記第１組のフィルタと前記第２組のフィルタとからなる群から選択された２つのフィルタの中心周波数の差の絶対値のうちの最小値よりも大きいことを特徴とする、弾性波デバイス。
  2. 　前記第１組のフィルタと前記第２組のフィルタとが複数の前記対となって前記空隙を介して対向する組み合わせは、
    　前記各対の前記第１組のフィルタと前記第２組のフィルタとの中心周波数の差の絶対値の最小値が最大となる組み合わせであること特徴とする、請求項１に記載の弾性波デバイス。
  3. 　前記第１組のフィルタ及び前記第２組のフィルタは、２以上のバンドの受信側フィルタ及び送信側フィルタであることを特徴とする、請求項１又は２に記載の弾性波デバイス。
  4. 　前記空隙内において、前記対となる前記第１組のフィルタと前記第２組のフィルタとが互いに対向する領域の間に配置されるように、前記第１の圧電基板と前記第２の圧電基板とに接合され、導電性を有し、グランドに電気的に接続される接続部材をさらに備えることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一つに記載の弾性波デバイス。
  5. 　前記接合部と前記接続部材とが同一材料で形成されることを特徴とする、請求項４に記載の弾性波デバイス。
  6. 　前記第２の圧電基板の厚みは、前記第１基板の厚みよりも小さく、
    　前記第１組のフィルタと前記第２組のフィルタとの前記各対において、前記第２組のフィルタの中心周波数が前記第１のフィルタの中心周波数よりも高いことを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか一つに記載の弾性波デバイス。
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