CN101542900B - 声表面波器件 - Google Patents
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Abstract
一种声表面波器件，其具备：基础衬底；安装在基础衬底的表面上的第一和第二声表面波滤波器；以及设置在基础衬底的表面上并覆盖第一和第二声表面波滤波器的密封体。第一和第二声表面波滤波器分别具有第一和第二压电衬底。第二压电衬底隔着空隙部与第一压电衬底分离。该声表面波器件可降低声表面波滤波器间的互调。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于各种无线通信设备等的声表面波器件。
背景技术
如手机一样的用一个终端与多个通信系统对应的无线通信设备已经被使用。在这样的终端中，搭载有分别与多个频带对应的多个滤波器，以对应多个通信系统。作为这些滤波器使用具有声表面波滤波器的声表面波器件。
专利文献1中所述的声表面波器件包括：基础衬底；以倒装片(flip-chip)方式安装在基础衬底上的压电衬底；设置在压电衬底上的梳型电极；以及密封压电衬底的表面的、由树脂或金属构成的密封体。
在基础衬底上密封多个声表面波滤波器的情况下，基础衬底变大，密封体对基础衬底施加较大的应力。基础衬底由于该应力而变形，该变形被传导给在基础衬底上以倒装片的方式安装的声表面波滤波器，互调(inter-modulation(IM))特性劣化。在将声表面波滤波器作为发送滤波器使用的情况下，被施加来自前级的功率放大器的大功率信号，因此该IM特性的恶化成为很大的问题。
专利文献1：日本专利申请特开2006-80921号公报
发明内容
本发明的声表面波器件具备：基础衬底；安装在基础衬底的表面上的第一和第二声表面波滤波器；以及设置在基础衬底的表面上并覆盖第一和第二声表面波滤波器的密封体。第一和第二声表面波滤波器分别具有第一和第二压电衬底。第二压电衬底隔着空隙部与第一压电衬底分离。
该声表面波器件能够降低互调。
附图说明
图1是本发明第一实施方式中的声表面波器件的剖面图。
图2是本发明第二实施方式中的声表面波器件的配置图。
图3是图2中表示的声表面波器件的3-3线的剖面图。
图4是第二实施方式中的声表面波器件的等价电路图。
图5是第二实施方式中的另一声表面波器件的放大剖面图。
附图标记说明
1 基础衬底
2 声表面波滤波器(第一声表面波滤波器)
5 密封体
6 压电衬底(第一压电衬底)
6A 压电衬底的背面(第一压电衬底的背面)
6B 压电衬底的主面(第一压电衬底的主面)
6C 压电衬底的端面(第一压电衬底的端面)
7 压电衬底(第二压电衬底)
7A 压电衬底的背面(第二压电衬底的背面)
7B 压电衬底的主面(第二压电衬底的主面)
7C 压电衬底的端面(第二压电衬底的端面)
14 开口部(第二开口部)
10 空隙部
10B 开口部(第一开口部)
93 声表面波滤波器(第二声表面波滤波器)
101 基础衬底
102 声表面波滤波器(第一声表面波滤波器)
106 密封体
107 压电衬底(第一压电衬底)
107A 压电衬底的背面(第一压电衬底的背面)
107B 压电衬底的主面(第一压电衬底的主面)
107C 压电衬底的端面(第一压电衬底的端面)
108 压电衬底(第二压电衬底)
108A 压电衬底的背面(第二压电衬底的背面)
108B 压电衬底的主面(第二压电衬底的主面)
108C 压电衬底的端面(第二压电衬底的端面)
104 部件
114 空隙部
114A 开口部(第二开口部)
114B 开口部(第一开口部)
118 区域
具体实施方式
(第一实施方式)
图1是本发明第一实施方式中的声表面波器件1001的剖面图。声表面波滤波器2、93以倒装片方式安装在基础衬底1的表面1A上，并通过锡球(bump)13A、13B分别与表面1A接合。声表面波滤波器2、93以能够形成振动空间4A、4B的方式被密封体5覆盖。密封体5盖过声表面波滤波器2、93设置在基础衬底1的表面1A的位于相互相反侧的端部的部分1C、1D上。声表面波滤波器2、93具有由钽酸锂或铌酸锂等压电材料构成的压电衬底6、7，以及分别设置在压电衬底6、7的主面6B、7B上的梳型电极8、9，构成梯型滤波器和纵模式型滤波器等的滤波器电路。主面6B、7B隔着振动空间4A、4B与基础衬底1的表面1A相对。声表面波滤波器2用于GSM900制式的通信，声表面波滤波器93用于DCS1800制式的通信，具有与声表面波滤波器2不同的通频带。基础衬底1由氧化铝或玻璃陶瓷等绝缘材料构成。密封体5由焊锡等金属，或具有经过镀敷处理的表面的树脂形成。压电衬底6、7相互分离，在压电衬底6、7之间设置有不存在密封体5的空隙部10。也就是说，压电衬底6、7隔着空隙部10相对。
压电衬底6、7位于基础衬底1的表面1A的部分1C、1D之间。密封体5盖过压电衬底6、7而被固定在部分1C、1D上。在密封体5由焊锡构成的情况下，在形成密封体5的工序中，伴随熔融焊锡的凝固，密封体5变形从而在方向11上产生收缩应力。该收缩应力在方向12上向上方牵引基础衬底1的部分1C、1D从而使基础衬底1弯曲。在压电衬底6、7相互连接的情况下，由于该弯曲，在经由锡球13A、13B分别安装在基础衬底1上的压电衬底6、7上产生变形，互调(IM)特性劣化。在声表面波器件1001中，声表面波滤波器2、93分别具有相互分离的压电衬底6、7，因此能够使压电衬底 6、7的面积变小。此外，压电衬底6、7隔着空隙部10分离，因此能够降低由基础衬底1的弯曲造成的应力的影响，抑制IM特性的恶化。
压电衬底6具有位于主面6B的相反侧的背面6A和与主面6B和背面6A连接的端面6C。压电衬底7具有位于主面7B的相反侧的背面7A和与主面7B和背面7A连接的端面7C。空隙部10设置在端面6C、7C间，并具有主面6B、7B间的开口部10B和背面6A、7A间的开口部14。空隙部10的宽度从开口部10B向开口部14逐渐变窄。通过该结构，在形成密封体5时，能够抑制熔融的密封体5的材料从开口部14侵入，从而能够容易地形成空隙部10。与开口部14面对的压电衬底6、7的边缘6D、7D为锐角，且容易破损，因此优选使用倒角加工。
在该声表面波器件中，声表面波滤波器2、93分别形成在不同的压电衬底6、7上，因此有比在一个压电衬底上形成这些声表面波滤波器的声表面波器件大的情况。压电衬底6、7的厚度为200μm左右，相对于此，空隙部10中的最窄的开口部14的隔着为90μm左右。通过使压电衬底6、7之间的空隙部10(开口部14)的宽度为压电衬底6、7的厚度的一半以下，可以考虑滤波器2、93的安装精度和压电衬底6、7的弯曲量，使隔着为最小。由此，能够抑制声表面波器件1001的大型化，并有效地抑制IM特性的劣化。
在第一实施方式的声表面波器件1001中，使用焊锡作为密封体5，但是密封体5也可由树脂和在该树脂的表面通过镀敷处理设置的镀敷膜形成。在这种情况下，镀敷膜的应力与焊锡的应力同样地作用于基础衬底1，因此起到相同的作用效果。
(第二实施方式)
图2是第二实施方式的声表面波器件1002的俯视图。声表面波器件1002具备矩形状的基础衬底101。在基础衬底101的表面101A上，以倒装片方式安装有声表面波滤波器102、103和部件104。在第二实施方式中，部件104是移相器。声表面波滤波器102、103和部件104具有矩形状。声表面波滤波器102作为发送滤波器发挥作用，声表面波滤波器103作为接收滤波器发挥作用。声表面波器件1002作为声表面波共用器发挥作用
图3是图2中表示的声表面波器件1002的3-3线的剖面图。声表面波滤波器102、103以倒装片方式安装在基础衬底101的表面101A上，并通过锡球117A、117B分别与表面101A接合。声表面波滤波器102、103以能够形成振动空间105A、105B的方式被密封体106覆盖。密封体106盖过声表面波滤波器102、103而被设置在基础衬底101的表面101A的位于相互相反侧的端部的部分101C、101D上。声表面波滤波器102、103具有由钽酸锂或铌酸锂等压电材料构成的压电衬底107、108，以及分别设置在压电衬底107、108的主面107B、108B上的梳型电极109、110。主面107B、108B隔着振动空间105A、105B与基础衬底101的表面101A相对。
图4是声表面波器件1002的电路图。声表面波器件1002具有：共用端子111；以与发送电路连接的方式构成的发送端子112；以及以与接收电路连接的方式构成的接收端子113。声表面波滤波器102连接在共用端子111和发送端子112之间。声表面波滤波器102被施加比声表面波滤波器103的功率大的功率。声表面波滤波器102的梳型电极109被梯型地连接并构成耐功率性较高的梯型滤波器电路，作为发送滤波器具有足够的耐功率性。声表面波滤波器103的梳型电极110也被梯型地连接，构成具有较高耐功率性的梯型滤波器电路。
在共用端子111和声表面波滤波器103之间，连接有作为用于匹配声表面波滤波器102和声表面波滤波器103的移相器的部件104。部件104具有由玻璃等绝缘材料构成的绝缘衬底504和配置在绝缘衬底504上的电感电路。不只限于电感线路，部件104还可具有配置在绝缘衬底504上的电容器电极等其他线路。
基础衬底101由氧化铝和玻璃陶瓷等绝缘材料构成。密封体106由焊锡等金属或具有经过镀敷处理的表面的树脂形成。压电衬底107、108相互分离，在压电衬底107、108之间设有空隙部114。也就是说，至少部分压电衬底107、108隔着空隙部114相对。
如图2所示，基础衬底101的表面101A具有位于相互相反侧的短边101P、101Q和比短边101P、101Q长的且位于相互相反侧的长边101R、101S并具有矩形状。基础衬底101具有与长边101R、101S平行的长度方向101E。声表面波滤波器102的压电衬底107的主面107B具有位于相互相反侧的边107P、107Q和位于相互相反侧的边107R、107S并具有矩形状。声表面波滤波器102以边107P与基础衬底101的短边101P平行的方式配置在基础衬底101的表面101A上。声表面波滤波器103和部件104在基础衬底101的短边101Q和声表面波滤波器102的边107Q之间，与边107Q和短边101Q平行地 排列在表面101A上。部件104的绝缘衬底504隔着空隙部114与压电衬底107、108分离。也就是说，绝缘衬底504隔着空隙部114与压电衬底107、108相对。
压电衬底107、108位于基础衬底101的表面101A的部分101C、101D之间。密封体106盖过压电衬底107、108而被固定在部分101C、101D上。在密封体106由焊锡构成的情况下，在形成密封体106的工序中，伴随熔融焊锡的凝固，密封体106变形从而在方向115上产生收缩应力。该收缩应力在方向116上向上方牵引基础衬底101的部分101C、101D，从而使基础衬底101弯曲。在压电衬底107、108相互连接的情况下，由于该弯曲，在经由锡球117A、117B分别安装在基础衬底101上的压电衬底107、108上产生变形，互调(IM)特性恶化。在声表面波器件1002中，声表面波滤波器102、声表面波滤波器103以及部件104分别具有相互分离的压电衬底107、压电衬底108以及绝缘衬底504，因此能够使压电衬底107、108或绝缘衬底504的面积变小。此外，压电衬底107、108和绝缘衬底504隔着空隙部114分离，因此能够降低由基础衬底101的弯曲造成的应力的影响，抑制IM特性的恶化。
由于基础衬底101具有矩形状，所以密封体106的收缩应力对长度方向101E的影响特别大，因此，与短边101P、101Q平行的方向相比，基础衬底101在沿长边101R、101S的长度方向101E上较大地弯曲。需要使基础衬底101的弯曲对特别是作为处理大功率的发送滤波器发挥作用的声表面波滤波器102的影响，比对声表面波滤波器103或部件104的影响小。在第二实施方式的声表面波器件1002中，基础衬底101在长度方向101E上的宽度(短边101P、101Q的长度)比与长度方向101E呈直角的方向上的宽度(长边101R、101S的长度)大。在基础衬底101的短边101Q和声表面波滤波器102之间，通过沿着声表面波滤波器102的边107Q排列声表面波滤波器103和部件104，从而能够使声表面波滤波器102在长度方向101E上的宽度小于声表面波滤波器103在长度方向101E上的宽度。
由电感线路和绝缘衬底504形成的部件104与具有梳型电极109、110的声表面波滤波器102、103相比，能够自由地设计其形状。因此，能够将部件104比较自由地配置在基板101的表面101A中的、除安装了声表面波滤波器102、103的区域以外的其他区域上。沿基础衬底101的短边101Q在与长度方向101E呈直角的方向上并排配置声表面波滤波器103和部件104，并且，在基础衬底101的长度方向101E上并排配置部件104和声表面波滤波器102，在基础衬底101的长度方向101E上并排配置声表面波滤波器102和声表面波滤波器103。通过该排列，能够确保在与基础衬底101的长度方向101E呈直角的方向上的压电衬底107(声表面波滤波器102)的宽度较大，因此，能够使在长度方向101E上的压电衬底107的宽度变小。也就是说，即使在声表面波滤波器102的压电衬底107的边107P、107Q比边107R、107S长的情况下，也能够以使长边107P、107Q与基础衬底101的短边101P平行的方式，将声表面波滤波器102配置在基础衬底101的表面101A上。因此，能够使压电衬底107的短边107R、S与基础衬底101的长边101R平行，并与长度方向101E平行。结果，能够使基础衬底101的长度方向101E上的声表面波滤波器102的宽度小于声表面波滤波器103的宽度。
声表面波滤波器102、声表面波滤波器103及部件104被相互独立地形成。在基础衬底101的短边101Q和声表面波滤波器102之间，沿声表面波滤波器102的边107Q配置声表面波滤波器103和部件104。在这种情况下，能够在基础衬底101的表面101A上的矩形的区域118中配置声表面波滤波器102、103及部件104。此外，通过使空隙部114的声表面波滤波器102(压电衬底107)和声表面波滤波器103(压电衬底108)之间的距离D1、声表面波滤波器102和部件104之间的距离D2、以及声表面波滤波器103和部件104之间的距离D3实质相等，从而密封体106的收缩应力被限定在基础衬底101的表面101A的外周部。因此，该收缩应力向基础衬底101的中心作用，所以基础衬底101的弯曲方向被限定在长度方向101E上，在与长度方向101E呈直角的方向上基础衬底101几乎不弯曲。因此，如上述排列的声表面波滤波器102、103几乎不受基础衬底101弯曲的影响，能够使声表面波器件1002的IM特性稳定。
通过使安装在基础衬底101的表面101A上的声表面波滤波器102、声表面波滤波器103以及部件104到表面101A的高度实质相等，从而能够使密封体106覆盖它们的部分的厚度相等。通过使相互连接的、密封体106的这些部分的厚度实质相等，从而能够使这些部分的收缩应力均匀。因此，通过在形成密封体106时密封体106所产生的收缩应力，能够使基础衬底101弯曲的方向固定，能够使声表面波滤波器1002在批量生产中的IM特性稳定。
在第二实施方式中的声表面波器件1002中，使用焊锡作为密封体106， 但是密封体106也可由树脂和在该树脂的表面通过镀敷处理设置的镀敷膜形成。在这种情况下，镀敷膜的应力与焊锡的应力同样地作用于基础衬底101，因此起到相同的作用效果。
图5是第二实施方式中的另一声表面波器件1003的放大剖面图。在图5中，对于与图3中所示的声表面波器件1002相同的部分赋予相同的参照标记，省略其说明。声表面波器件1003具备压电衬底207、208，以代替图3中所示的声表面波器件1002的声表面波滤波器102、103的压电衬底107、108。与图3中所示的声表面波器件1002相同，在压电衬底207、208间设置有空隙部214，压电衬底207、208相互分离。此外，与图3中所示的声表面波器件1002相同，压电衬底207、208分别具有与基础衬底101的表面101A相对的、且配置有梳型电极的主面207B、208B。压电衬底207还具有主面207B的相反侧的背面207A和与主面207B和背面207A连接的端面207C。压电衬底208还具有主面208B的相反侧的背面208A和与主面208B和背面208A连接的端面208C。端面207C、208C隔着空隙部214相对。
空隙部214设置在端面207C、208C间，具有主面207B、208B间的开口部214B和背面207A、208A间的开口部214A。空隙部214的宽度从开口部214B到开口部214A逐渐变窄。通过该结构，在形成密封体5时，能够抑制熔融的、密封体5的材料从开口部214A侵入，从而能够容易地形成空隙部214。与开口部14面对的压电衬底207、208的边缘207D、208D为锐角，容易破损，因此优选使用倒角加工。
工业利用可能性
本发明的声表面波器件能够降低互调，能够作为安装有声表面波滤波器的双滤波器或声表面波双工器等的声表面波器件，用于无线通信设备。
Claims (6)
1.一种声表面波器件，其具备：
具有表面的基础衬底；
具有第一压电衬底，并安装在所述基础衬底的所述表面上的第一声表面波滤波器；
具有隔着空隙部与所述第一压电衬底分离的第二压电衬底，并安装在所述基础衬底的所述表面上的第二声表面波滤波器；以及
以盖过所述第一声表面波滤波器和所述第二声表面波滤波器的方式，设置在所述基础衬底的所述表面上，并覆盖所述第一声表面波滤波器和所述第二声表面波滤波器的密封体，
所述第一压电衬底具有：与所述基础衬底的所述表面相对的第一主面；所述第一主面的相反侧的第一背面；以及与所述第一主面和所述第一背面连接的第一端面，
所述第二压电衬底具有：与所述基础衬底的所述表面相对的第二主面；所述第二主面的相反侧的第二背面；以及与所述第二主面和所述第二背面连接的第二端面，
所述空隙部设置在所述第一压电衬底的所述第一端面和所述第二压电衬底的所述第二端面之间，并具有所述第一主面和所述第二主面之间的第一开口部以及所述第一背面和所述第二背面之间的第二开口部，
所述空隙部的宽度从所述第一开口部到所述第二开口部逐渐变窄。
2.根据权利要求1所述的声表面波器件，其中，
还具备安装在所述基础衬底的所述表面上的部件，
所述密封体以盖过所述第一声表面波滤波器、所述第二声表面波滤波器以及所述部件的方式，覆盖所述第一声表面波滤波器、所述第二声表面波滤波器以及所述部件；
所述基础衬底的所述表面具有矩形状，所述矩形状具有位于相互相反侧的第一短边和第二短边，以及比所述第一短边和所述第二短边长且位于相互相反侧的第一长边和第二长边，所述基础衬底的所述表面具有与所述第一长边和所述第二长边平行的长度方向，
所述第一声表面波滤波器沿所述基础衬底的所述表面的所述第一短边配置，
所述第二声表面波滤波器和所述部件排列在所述基础衬底的所述表面的所述第二短边和所述第一声表面波滤波器之间。
3.根据权利要求1所述的声表面波器件，其中，
所述密封体由凝固时变形的材料形成。
4.根据权利要求1所述的声表面波器件，
其将所述第一声表面波滤波器作为发送滤波器，将所述第二声表面波滤波器作为接收滤波器，从而构成声表面波共用器。
5.根据权利要求2所述的声表面波器件，
其将所述第一声表面波滤波器作为发送滤波器，将所述第二声表面波滤波器作为接收滤波器，将所述部件作为移相器，从而构成声表面波共用器。
6.根据权利要求5所述的声表面波器件，其中，
所述第一声表面波滤波器、所述第二声表面波滤波器以及所述部件配置在所述基础衬底的所述表面的矩形状的区域上。
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