CN102763327A - 弹性波设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种即使以隔着空隙而对置的方式配置压电基板，也能够改善隔离特性和带域外减衰量并实现小型化的弹性波设备。弹性波设备(10)中，第一压电基板(12)与第二压电基板(14)以隔着空隙(18)而对置的方式通过接合部(13)接合。在第一压电基板(12)的对置面(12s)上形成的第一组的多个滤波器(22、24)与在第二压电基板(14)的对置面(14s)上形成的第二组的多个滤波器(26、28)成为多对(22、26；24、28)且隔着空隙(18)而对置。各对的第一组的滤波器与第二组的滤波器的中心频率之差的绝对值均大于从由第一组的滤波器和第二组的滤波器构成的组(22、24、26、28)选择的2个滤波器的中心频率之差的绝对值中的最小值。

Description

弹性波设备
技术领域
本发明涉及弹性波设备，详细而言，涉及具备隔着空隙而对置的压电基板的多频带的滤波器或双工器等弹性波设备。
背景技术
例如图4的剖视图所示，提出了如下的弹性波设备(双重滤波器)：将形成有弹性表面波激振用的梳型的IDT(interdigital transducer)电极121、123的2张压电基板112、114以电极形成面彼此对置的方式经由中间层113进行接合，由此在压电基板112、114之间形成有空隙118(例如，参照专利文献1)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特表2008-546207号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
在将压电基板如此隔着空隙而对置的结构适用于SAW-DPX(弹性表面波双工器)时，考虑在一方的压电基板上形成Tx(发送)侧滤波器，在另一方的压电基板上形成Rx(接收)侧滤波器，以形成有Tx侧滤波器的面与形成有Rx侧滤波器的面对置(対向する)的方式配置压电基板彼此。若如此构成，则与在1个压电基板的一侧表面上形成Tx侧滤波器和Rx侧滤波器这两者的结构相比，能实现小型化。
然而，当Tx侧滤波器与Rx侧滤波器隔着微小的空隙对置时，因电磁耦合而隔离性恶化。为了对其进行改善，例如图3的剖视图所示，在压电基板12、14上分别形成的Tx侧滤波器21和Rx侧滤波器23为了不会隔着空隙18进行对置，而需要错开配置，其中该空隙18形成在经由接合部13而耦合的压电基板12、14之间。当将Tx侧滤波器21与Rx侧滤波器23的配置错开时，通过2个压电基板12、14隔着空隙18而对置的结构所得到的小型化的优点减小。
因此，在将压电基板隔着空隙而对置的结构适用于SAW-DPX时，难以实现隔离特性的确保和小型化这两者。
即便在将压电基板隔着空隙而对置的结构适用于双重滤波器的情况下，当2个滤波器的中心频率接近时，由于2个滤波器的电磁耦合，而带域外减衰量也会恶化。因此，难以实现带域外减衰量的确保和小型化这两者。
另外，中心频率在带阻滤波器中定义为将下侧的截止频率与上侧的截止频率的相加平均的频率，在带通滤波器中定义为下侧的通过频率与上侧的通过频率的相加平均的频率。
本发明鉴于上述情况，要提供一种即使以隔着空隙而对置的方式配置压电基板，也能够改善隔离特性和带域外减衰量并实现小型化的弹性波设备。
解决问题的技术手段
本发明为了解决上述课题，而提供一种如下构成的弹性波设备。
弹性波设备具备：(a)第一压电基板；(b)第二压电基板；(c)以所述第一压电基板与所述第二压电基板对置且在所述第一压电基板与所述第二压电基板之间形成空隙的方式将所述第一压电基板与所述第二压电基板接合的接合部；(d)在隔着所述空隙而与所述第二压电基板对置的所述第一压电基板的一方主面上形成的第一组的多个滤波器；(e)在隔着所述空隙而与所述第一压电基板对置的所述第二压电基板的一方主面上形成的第二组的多个滤波器。所述第一组的滤波器与所述第二组的滤波器成为多对且隔着所述空隙而对置。所述各对的所述第一组的滤波器与所述第二组的滤波器的中心频率之差的绝对值均大于从由所述第一组的滤波器和所述第二组的滤波器构成的组选择出的2个滤波器的中心频率之差的绝对值中的最小值。
根据上述结构，在第一组的滤波器与第二组的滤波器隔着空隙而对置的对中，将第一组的滤波器与第二组的滤波器的中心频率之差的绝对值成为最小值的组合排除。即，中心频率的最接近的滤波器彼此不对置。由此，能够将中心频率接近的滤波器彼此在空间上分离配置，能抑制滤波器间的电磁耦合，能够改善带域外减衰量和隔离性，并且能够实现小型化和多频带对应。
优选的是，所述第一组的滤波器与所述第二组的滤波器成为所述多对且隔着所述空隙而对置的组合是所述各对的所述第一组的滤波器与所述第二组的滤波器的中心频率之差的绝对值的最小值成为最大的组合。
这种情况下，能够尽可能地增大隔着空隙而对置的第一滤波器与第二滤波器的中心频率之差的绝对值，因此能够进一步改善带域外减衰量和隔离性。
在优选的一方式中，所述第一组的滤波器及所述第二组的滤波器是2个以上的频带的接收侧滤波器及发送侧滤波器。
这种情况下，弹性波设备是多频带双工器。
优选的是，弹性波设备还具备(f)连接构件，该连接构件在所述空隙内，以配置在所述成对的所述第一组的滤波器与所述第二组的滤波器相互对置的区域之间的方式与所述第一压电基板和所述第二压电基板接合，具有导电性，且与地线电连接。
这种情况下，由于具备由连接构件进行的接地，而能抑制在连接构件的两侧配置的不同对的滤波器间的电磁耦合。由此，能够进一步改善带域外减衰量和隔离性。而且，通过经由连接构件传递热量，能够提高电力施加时的滤波器的自身发热的散热效果，能够抑制与元件的集成相伴的耐电力性能的劣化。而且，通过连接构件能够保持第一及第二压电基板的间隔，因此弹性波设备的强度提高。
优选的是，所述接合部与所述连接构件由同一材料形成。
这种情况下，通过利用同一材料形成接合部和连接构件，而能够抑制制造成本。
优选的是，所述第二压电基板的厚度比所述第一基板的厚度小。在所述第一组的滤波器与所述第二组的滤波器的所述各对中，所述第二组的滤波器的中心频率比所述第一滤波器的中心频率高。
这种情况下，在相对薄的第二压电基板上形成中心频率相对高的滤波器，由此能够有效地抑制体波引起的多余响应。
发明效果
本发明的弹性波设备即使以隔着空隙而对置的方式配置压电基板，也能够改善隔离特性和带域外减衰量并实现小型化。
附图说明
图1是弹性波设备的剖视图。(实施例1-1、1-2、2-1、2-2)
图2是弹性波设备的剖视图。(实施例3)
图3是弹性波设备的剖视图。(比较例)
图4是弹性波设备的剖视图。(现有例)
具体实施方式
以下，参照图1及图2，说明本发明的实施方式。
<实施例1-1>
参照图1的剖视图，说明实施例1-1的弹性波设备10。
如图1所示，弹性波设备10中，第一压电基板12与第二压电基板14对置，且以在第一压电基板12与第二压电基板14之间形成有空隙18的方式，将第一压电基板12和第二压电基板14经由接合部13接合。
在第一压电基板12中的隔着空隙18而与第二压电基板14对置的一方主面(也称为“对置面”)12s上形成有第一滤波器22(也称为“滤波器1”)及第二滤波器24(也称为“滤波器2”)、以及连接电极12a。
在第二压电基板14中的隔着空隙18而与第一压电基板12对置的一方主面(也称为“对置面”)14s上形成有第三滤波器26(也称为“滤波器3”)及第四滤波器28(也称为“滤波器4”)、以及连接电极14a。
第一压电基板12的连接电极12a与第二压电基板14的连接电极14a通过凸块(バンプ)等而电连接。
在第二压电基板14形成有将第二压电基板14贯通的通孔导体14b。通孔导体14b的一端与连接电极14a连接。在第二压电基板14的另一方主面上形成有向外部露出的端子电极14c。端子电极14c与通孔导体14b的另一端连接。
第一压电基板12及第二压电基板14是由钽酸锂(LiTaO3)或铌酸锂(LiNbO3)等压电材料形成的基板。接合部13使用焊料合金或树脂等形成。
在第一压电基板12的对置面12s上形成的第一及第二滤波器22、24和在第二压电基板14的对置面14s上形成的第三及第四滤波器26、28是激振出弹性表面波(SAW)或边界波等弹性波的梳型的包括IDT电极的滤波器。
在第一压电基板12的对置面12s上形成的第一及第二滤波器22、24是第一组的滤波器。在第二压电基板14的对置面14s上形成的第三及第四滤波器26、28是第二组的滤波器。
第一滤波器22与第三滤波器26成为第一对，隔着空隙18而相互对置。第二滤波器24与第四滤波器28成为第二对，隔着空隙18而相互对置。
第一至第四滤波器22、24、26、28(滤波器1～4)的中心频率为f1、f2、f3、f4时，第一对的滤波器的中心频率之差的绝对值为|f1-f3|，第二对的滤波器的中心频率之差的绝对值为|f2-f4|。
在实施例1-1中，滤波器1～4的中心频率f1～f4中，各对的中心频率之差的绝对值|f1-f3|、|f2-f4|均以如下的方式决定，即：大于从由第一组的滤波器和第二组的滤波器构成的组(即滤波器1～4)选择出的2个滤波器的中心频率之差的绝对值中的最小值。
例如，以GSM4波(中心频率：850MHz、900MHz、1800MHz、1900MHz)的四频带滤波器为例，滤波器1～4的中心频率f1～f4在如下的表1-1所示的组合中，选择除了包括从由850MHz、900MHz、1800MHz、1900MHz的滤波器构成的组选择的2个滤波器的中心频率之差的绝对值为最小值的50MHz的情况5、6以外的情况、即情况1～4的任一个组合。
[表1-1]
[表1-1]
(单位：MHz)
表中的“○”是在实施例1-1中能够选择的情况。表中的“×”是在实施例1-1中不选择的情况。
由此，能够实现包含多个滤波器22、24、26、28的弹性波设备10的小型化。或者通过相同大小的封装体而能装入较多的滤波器，从而提供一种能够应对更多的频带的弹性波设备，能够实现部件个数的削减及安装面积削减所产生的成本下降。
隔着空隙18而对置的滤波器22、26；24、28在空间上最接近，因此电磁耦合容易增强，但如表1-1的情况1～4那样，当彼此的中心频率比情况5、6分离时，电磁耦合被抑制，因此能够提高带域外减衰量。
另外，成对的滤波器的中心频率之差的绝对值越大，而成对的滤波器间的电磁耦合越减弱，因此在表1-1的情况1～4中，各对的滤波器的中心频率之差的绝对值的最小值(在情况1中为950MHz，在情况2中为900MHz，在情况3中为950MHz，在情况4中为900MHz)成为最大的组合即情况1及情况3比情况2及情况4能够进一步改善带域外减衰量和隔离性，因此优选。
<实施例1-2>实施例1-2是与实施例1-1的弹性波设备10大致相同的结构。以下，参照图1，以不同点为中心进行说明。
在实施例1-2中，如图1所示，第二压电基板14的厚度比第一压电基板12的厚度小。
第一至第四滤波器22、24、26、28(滤波器1～4)的中心频率f1～f4与实施例1-1同样地，隔着空隙16而对置的各对的滤波器的中心频率之差的绝对值|f1-f3|、|f2-f4|均比从由第一组的滤波器和第二组的滤波器构成的组(即滤波器1～4)选择出的2个滤波器的中心频率之差的绝对值中的最小值大。
在实施例1-2中，除了满足与上述的实施例1-1相同的条件之外，而且在各对中，在相对薄的第二压电基板14的对置面14s上形成的第二组的滤波器26、28的中心频率高于在相对厚的第一压电基板12的对置面12s上形成的第一组的滤波器22、24的中心频率。即，选择第一对中的滤波器3的中心频率比滤波器1的中心频率高、且第二对中的滤波器4的中心频率比滤波器2的中心频率高的组合。
例如，以与实施例1-1相同的GSM4波(中心频率：850MHz、900MHz、1800MHz、1900MHz)的四频带滤波器为例，滤波器1～4的中心频率f1～f4如下面的表1-2所示，在除了包括2个滤波器间的中心频率之差的绝对值的最小值即50MHz的情况5、6之外的情况1～4中，选择滤波器3的中心频率比滤波器1的中心频率高、且滤波器4的中心频率比滤波器2的中心频率高的情况1或2。
[表1-2]
(单位：MHz)
表中的“○”是在实施例1-2中能够选择的情况。表中的“×”是在实施例1-2中不选择的情况。
在以IDT电极的间距进行了标准化的压电基板的厚度越小时，由IDT电极激振出的弹性波中的沿着压电基板的深度方向发射的体波(バルク波)引起的多余响应越大。在滤波器彼此对置的各对中，在相对薄的第二压电基板14的对置面14s上配置中心频率比在相对厚的第一压电基板12的对置面12s上形成的第一组的滤波器22、24的中心频率更高的第二组的滤波器26、28，由此能够有效地抑制体波引起的多余响应。
<实施例2-1>实施例2-1通过实施例1-1所示的4个滤波器22、24、26、28(滤波器1～4)而构成2个频带用的双重DPX(双工器)。在第一及第二压电基板12、14的对置面12s、14s上形成的滤波器22、24、26、28以另一频带的Tx(发送)侧滤波器或Rx(接收)侧滤波器相互对置的方式构成。
例如在Band2和Band8的双重DPX的情况下，各频带的Tx及Rx的中心频率成为
Band2Tx：1880MHz
Band2Rx：1960MHz
Band8Tx：897.5MHz
Band8Rx：942.5MHz。
这种情况下，滤波器1～4的中心频率f1～f4在如下的表2-1所示的组合中，选择除了包括从由1880MHz、1960MHz、897.5MHz、942.5MHz的滤波器构成的组选择出的2个滤波器的中心频率之差的绝对值的最小值即45MHz的情况5、6以外的情况、即情况1～4中的任一个组合。
[表2-1]
(单位：MHz)
Figure BDA00002024823000081
表中的“○”是在实施例2-1中能够选择的情况。表中的“×”是在实施例2-1中不选择的情况。
实施例2-1与实施例1-1相同，中心频率接近的滤波器彼此以未隔着空隙18而对置的方式配置，由此来抑制滤波器间的电磁耦合，能够改善隔离特性。
另外，成对的滤波器的中心频率之差的绝对值越大而滤波器间的电磁耦合越弱，因此在表2-1的情况1～4中，各对的滤波器的中心频率之差的绝对值的最小值(在情况1中为982.5MHz，在情况2中为937.5MHz，在情况3中为982.5MHz，在情况4中为937.5MHz)成为最大的组合即情况1及情况3比情况2及情况4能够进一步改善带域外减衰量、隔离性，因此优选。
<实施例2-2>实施例2-2是与实施例2-1的DPX大致相同的结构。以下，参照图1，以不同点为中心进行说明。
在实施例2-2中，如图1所示，第二压电基板14的厚度比第一压电基板12的厚度小。
第一至第四滤波器22、24、26、28(滤波器1～4)的中心频率f1～f4与实施例2-1同样地，隔着空隙18而对置的各对的滤波器的中心频率之差的绝对值|f1-f3|、|f2-f4|均比从由第一组的滤波器和第二组的滤波器构成的组(即滤波器1～4)选择出的2个滤波器的中心频率之差的绝对值中的最小值大。
在实施例2-2中，除了满足与上述的实施例2-1相同的条件之外，而且在各对中，在相对薄的第二压电基板14的对置面14s上形成的第二组的滤波器26、28的中心频率高于在相对厚的第一压电基板12的对置面12s上形成的第一组的滤波器22、24的中心频率。即，选择第一对中的滤波器3的中心频率比滤波器1的中心频率高、且第二对中的滤波器4的中心频率比滤波器2的中心频率高的组合。
例如，以与实施例2-1相同的Band2和Band8的双重DPX为例，滤波器1～4的中心频率f1～f4如下面的表2-2所示，在除了包括2个滤波器间的中心频率之差的绝对值的最小值即45MHz的情况5、6之外的情况1～4中，选择滤波器3的中心频率比滤波器1的中心频率高、且滤波器4的中心频率比滤波器2的中心频率高的情况1或2。
[表2-2]
(单位：MHz)
Figure BDA00002024823000091
表中的“○”是在实施例2-2中能够选择的情况。表中的“×”是在实施例2-2中不选择的情况。
在以IDT电极的间距进行了标准化的压电基板的厚度越小时，由IDT电极激振出的弹性波中的沿着压电基板的深度方向发射的体波引起的多余响应越大。在滤波器彼此对置的各对中，在相对薄的第二压电基板14的对置面14s上配置中心频率比在相对厚的第一压电基板12的对置面12s上形成的第一组的滤波器22、24的中心频率更高的第二组的滤波器26、28，由此能够有效地抑制体波引起的多余响应。
<实施例3>参照图2的剖视图，说明实施例3的弹性波设备10a。
如图2所示，实施例3的弹性波设备10a在实施例1-1的弹性波设备10的结构中还具备连接构件16。
连接构件16是与第一压电基板12的对置面12s和第二压电基板14的对置面14s接合的柱状或壁状的金属制的结构物，且具有导电性。连接构件16在第一压电基板12与第二压电基板14之间的空隙18内，配置在第一对的滤波器22、26相互对置的区域15与第二对的滤波器24、28相互对置的区域17之间。虽然未图示，但连接构件16经由布线图案或通孔导体，而与接地电极电连接。
连接构件16通过与接合部13相同的材料(例如，焊料合金或导电性膏剂)形成时，能够抑制制造成本，因此优选。
实施例3的弹性波设备10a与实施例1-1等同样地，即便小型化也能够改善隔离特性和带域外减衰量。
实施例3的弹性波设备10a中，配置在第一对的滤波器22、26相互对置的区域15与第二对的滤波器24、28相互对置的区域17之间的连接构件16成为屏蔽电极，能抑制第一对的滤波器22、26与第二对的滤波器24、28之间的电磁耦合。由此，能够进一步改善带域外减衰量和隔离性。
由于连接构件16成为散热路径，且向滤波器22、24、26、28施加电力而产生的热量容易逃散，因此能够抑制电力施加时的滤波器22、24、26、28的温度上升。由此，能够抑制与元件的集成相伴的耐电力性能的劣化。
通过设置连接构件16，能够保持第一及第二压电基板12、14中的隔着空隙18而对置的部分的间隔，因此弹性波设备10a的强度提高。由此，例如，弹性波设备10a的模制耐性提高。
另外，虽然连接构件16优选在纸面(图2)进深方向上能够将空隙18完全遮挡(分离)成空隙15、17，但即使是部分地与对置面12s和14s连接的支柱状的结构，也能够期待一定的屏蔽效果和模制耐性的提高。
<总结>如以上说明所示，关于形成在隔着空隙而对置的压电基板的对置面上的滤波器，着眼于隔着空隙而对置且成对的滤波器彼此的中心频率之差的绝对值，来决定各滤波器的中心频率，由此，能够改善多(四)频带滤波器的带域外减衰量，改善双重频带双工器的隔离特性。
另外，本发明并未限定为上述实施方式，而能够施加各种变更来实施。
例如，本发明不局限于在第一及第二压电基板上形成带通滤波器的情况，也可以适用于在第一及第二压电基板上形成带阻滤波器的情况。而且，本发明也可以适用于比四频带的频带数多的多频带滤波器或比双重频带的频带数多的多频带双工器。
符号说明：
10、10a弹性波设备
12第一压电基板
12s一方主面(对置面)
13接合部
14第二压电基板
14s一方主面(对置面)
16连接构件
18空隙
22第一滤波器(第一组的滤波器、第一对的滤波器、滤波器1)
24第二滤波器(第一组的滤波器、第二对的滤波器、滤波器2)
26第三滤波器(第二组的滤波器、第一对的滤波器、滤波器3)
28第四滤波器(第二组的滤波器、第二对的滤波器、滤波器4)

Claims (6)

1.一种弹性波设备，其特征在于，
具备：
第一压电基板；
第二压电基板；
接合部，其以所述第一压电基板与所述第二压电基板对置且在所述第一压电基板与所述第二压电基板之间形成空隙的方式将所述第一压电基板与所述第二压电基板接合；
第一组的多个滤波器，其在隔着所述空隙而与所述第二压电基板对置的所述第一压电基板的一方主面上形成；以及
第二组的多个滤波器，其在隔着所述空隙而与所述第一压电基板对置的所述第二压电基板的一方主面上形成，
所述第一组的滤波器与所述第二组的滤波器成为多对且隔着所述空隙而对置，
所述各对的所述第一组的滤波器与所述第二组的滤波器的中心频率之差的绝对值均比从由所述第一组的滤波器和所述第二组的滤波器构成的组选择出的2个滤波器的中心频率之差的绝对值中的最小值大。
2.根据权利要求1所述的弹性波设备，其特征在于，
所述第一组的滤波器与所述第二组的滤波器成为所述多对且隔着所述空隙而对置的组合是所述各对的所述第一组的滤波器与所述第二组的滤波器的中心频率之差的绝对值的最小值成为最大的组合。
3.根据权利要求1或2所述的弹性波设备，其特征在于，
所述第一组的滤波器及所述第二组的滤波器是2个以上的频带的接收侧滤波器及发送侧滤波器。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的弹性波设备，其特征在于，
还具备连接构件，所述连接构件在所述空隙内，以配置在所述成对的所述第一组的滤波器与所述第二组的滤波器相互对置的区域之间的方式与所述第一压电基板和所述第二压电基板接合，具有导电性，且与地线电连接。
5.根据权利要求4所述的弹性波设备，其特征在于，
所述接合部与所述连接构件由同一材料形成。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的弹性波设备，其特征在于，
所述第二压电基板的厚度比所述第一基板的厚度小，
在所述第一组的滤波器与所述第二组的滤波器的所述各对中，所述第二组的滤波器的中心频率比所述第一组的滤波器的中心频率高。
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