CN115133904A - 弹性波装置及包含该弹性波装置的模块 - Google Patents

弹性波装置及包含该弹性波装置的模块 Download PDF

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CN115133904A CN202110872765.4A CN202110872765A CN115133904A CN 115133904 A CN115133904 A CN 115133904A CN 202110872765 A CN202110872765 A CN 202110872765A CN 115133904 A CN115133904 A CN 115133904A
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Abstract

一种弹性波装置,包含:压电基板;具有形成在所述压电基板上的数个电极指的第一汇流排;及具有形成在所述压电基板上且与所述第一汇流排相对地配置的数个电极指的第二汇流排,在所述第一汇流排与所述第二汇流排的电极指的前端部彼此相对的所述压电基板的区域,形成凹部。借此,可提供充分抑制寄生谐振的弹性波装置及具有所述弹性波装置的模块。

Description

弹性波装置及包含该弹性波装置的模块
技术领域
本公开涉及一种弹性波装置、包含该弹性波装置的模块,例如具有弹性表面波共振器的弹性波装置、滤波器及多工器(multiplexer)。
背景技术
专利文献1(日本专利特开2017-34363号公报)示例一种电子组件,依据该电子组件可抑制寄生谐振。
发明内容
专利文献1中公开通过使压电基板薄型化来抑制体波(bulk wave)引起的寄生谐振的技术的示例。
然而,专利文献1中记载的电子组件,不能抑制由其他原因引起的寄生谐振。因此,不能提供充分抑制寄生谐振的弹性波装置。
本公开有鉴于上述问题,目的在于提供一种充分抑制寄生谐振的弹性波装置及具有该弹性波装置的模块。
根据本公开的一方面,提供一种弹性波装置,包含:
压电基板;
具有形成在所述压电基板上的数个电极指的第一汇流排;及
具有形成在所述压电基板上且与所述第一汇流排相对地配置的数个电极指的第二汇流排,
在所述第一汇流排与所述第二汇流排的电极指的前端部彼此相对的所述压电基板的区域,形成有凹部。
本公开的一种形态,在所述第二汇流排与所述第一汇流排的电极指的前端部彼此相对的所述压电基板的区域,形成有凹部。
本公开的一种形态,所述凹部比所述压电基板的第一汇流排更靠近所述第二汇流排的电极指的前端部。
本公开的一种形态,所述凹部在与弹性表面波传递方向平行的方向上的宽度是在弹性表面波的波长的1/4~3/4的范围内。
本公开的一种形态,所述凹部的深度是形成为压电基板的厚度的35%~100%的范围内。
本公开的一种形态,所述压电基板是由钽酸锂、铌酸锂或水晶所制成。
本公开的一种形态,所述压电基板与由蓝宝石、硅、氧化铝、尖晶石、水晶、玻璃或及硅制成的支持基板接合。
本公开的一种形态,所述凹部以贯通所述压电基板的方式形成,而所述支持基板构成所述凹部的底部。
本公开的一种形态,在邻接所述第一汇流排的末端的电极指或是所述第二汇流排的末端的电极指的所述压电基板的区域,形成第二凹部。
本公开的一种形态,述第二凹部是形成在所述第一汇流排及所述第二汇流排的两端部。
根据本公开的另一方面,还提供一种包含前述的弹性波装置的模块。
本发明的有益效果在于:依据本公开,可提供一种充分抑制寄生谐振的弹性波装置及具有该弹性波装置的模块。
附图说明
图1是实施形态1的弹性波装置的纵截面图。
图2是例示实施形态1的弹性波装置的弹性波组件的图。
图3是示意性说明实施形态1的弹性波装置的模拟条件的图。
图4是示意性说明实施形态1的弹性波装置的模拟条件的图。
图5是显示实施形态1的弹性波装置与比较例的共振特性的图。
图6是显示实施形态1的弹性波装置与比较例的共振特性的图。
图7是显示实施形态1的弹性波装置与比较例的共振特性的图。
图8是显示实施形态1的弹性波装置与比较例的共振特性的图。
图9是显示实施形态1的弹性波装置与比较例的共振特性的图。
图10是示出实施形态2的弹性波装置的弹性波组件的例子的图。
图11是应用了实施形态3的弹性波装置的模块的纵截面图。
具体实施方式
以下将根据附图说明本发明的具体实施态样。应当理解的是,各图中类似或相同的部分使用相同的标记。所述类似或相同的部分将会简化或省略重复的说明。
实施形态1
图1是实施形态1的弹性波装置的纵截面图。
图1是双工器(duplexer)的弹性波装置1的一个示例。
如图1所示,弹性波装置1具有布线基板3、数个外部连接端子31、数个电极焊垫9、数个凸块15、装置芯片5、及密封部17。
所述布线基板3例如由树脂制成的多层基板。所述布线基板3,例如为由多个介电层制成的低温共烧陶瓷(Low Temperature Co-Fired Ceramic:LTCC)多层基板。
数个外部连接端子31形成在布线基板3的下表面。
数个电极焊垫9形成在布线基板3的主面。电极焊垫9例如由铜和含铜合金制成。电极焊垫9的厚度例如介于10μm~20μm。
数个凸块15分别形成在数个电极焊垫9各自的上表面。凸块15例如为金凸块。凸块15的高度例如介于10μm~50μm。
装置芯片5例如是由钽酸锂、铌酸锂或水晶等压电单晶制成的基板。装置芯片5例如是由压电陶瓷制成的基板。装置芯片5例如是由压电基板与支持基板接合而成的基板。支持基板例如是由蓝宝石、硅、氧化铝、尖晶石、水晶或玻璃制成的基板。
装置芯片5隔着凸块15以覆晶接合技术安装在布线基板3上。装置芯片5通过数个凸块15电性连接于数个电极焊垫9。
装置芯片5是形成有功能组件的基板。例如,在装置芯片5的主面上,形成有发送用滤波器及接收用滤波器。
发送用滤波器以能让期望的频带的电子信号通过的方式形成。例如,发送滤波器是由多个串联共振器与多个并联共振器构成的梯式滤波器。
接收滤波器以能让期望的频带的电子信号通过的方式形成。例如,接收滤波器是梯式滤波器。
密封部17以覆盖装置芯片5的方式形成。例如,密封部17可以由合成树脂等绝缘体所制成。或者例如,密封部17可以是由金属制成。
当由合成树脂制成密封部17时,该合成树脂可以是环氧树脂、聚酰亚胺等。较佳地,密封部17可以使用环氧树脂,且是借由低温硬化制程形成的环氧树脂。
接着,利用图2说明形成在装置芯片5上的弹性波组件52的示例。图2是例示实施形态1中的弹性波装置的弹性波组件的图。
如图2所示,弹性波组件52包括形成于装置芯片5的主面的IDT(InterdigitalTransducer)52a与一对反射器52b。IDT(Interdigital Transducer)52a与一对反射器52b用于激发弹性表面波(主要是SH波)。
IDT 52a与一对反射器52b例如是以铝及铜的合金制成。IDT 52a与一对反射器52b例如由钛、钯、银等适当的金属,或是所述金属的合金制成。IDT 52a与一对反射器52b是以层叠数个金属层而成的层叠金属膜所形成。IDT 52a与一对反射器52b的厚度例如是150nm~450nm。
IDT 52a具有一对梳状电极52c。一对梳状电极52c彼此相对。梳状电极52c各自具有数个电极指52d与汇流排52e(包括第一汇流排52e1、第二汇流排52e2)。每一个梳状电极52c的所述电极指52d在长度方向上被配置为一致,所述汇流排52e连接所述电极指52d。
一对反射器52b中的其中一个邻接IDT 52a的一侧。一对反射器52b中的另一个邻接IDT的52a的另一侧。
在第一汇流排52e1与第二汇流排52e2的电极指52d的前端部彼此相对的装置芯片5的区域,形成凹部Hole1。且在第二汇流排52e2与第一汇流排52e1的电极指52d的前端部彼此相对的装置芯片5的区域,形成凹部Hole2。
可以形成数个凹部Hole1及数个凹部Hole2。另外,凹部Hole1可以形成为比第一汇流排52e1更靠近第二汇流排52e2的电极指52d的前端部。另外,凹部Hole2可以形成为比第二汇流排52e2更靠近第一汇流排52e1的电极指52d的前端部。如此,可更有效地抑制寄生谐振。
凹部Hole1及凹部Hole2,例如可以运用干刻蚀法或湿刻蚀法,在晶圆制程中形成。
接着,说明本实施形态中的弹性波组件52的检讨结果。发明人在下述的条件下,针对本实施形态的弹性波组件52的共振特性进行模拟。图3及图4是示意性显示这些模拟的条件的图。
如图3所示,支持基板采用蓝宝石(Sapphire)基板,其厚度视为无限大。
如图3所示,压电基板LT采用42°旋转Y切割X传递单晶钽酸锂基板,其厚度设为0.7波长λ。
波长λ设为4.2μm。
如图3所示,IDT 52a的厚度设为420nm。
负载(Duty)比设为50%。
IDT 52a的对数视为无限大。
如图3所示,I考虑制造条件,DT的前端部与凹部Hole(包括凹部Hole1及凹部Hole2)间的缺口Gap设为500nm。
如图3所示,自IDT 52a的前端部的一侧的凹部Hole端部到汇流排52e之间的距离,设为波长的2倍,也就是2λ。
如图3所示,针对将凹部深度HoleHeight设为波长的0.25倍(0.25λ)、波长的0.5倍(0.5λ)、及波长的0.7倍(0.7λ)的状况,分别进行模拟。
如图4所示,孔径长度Aperture设为波长的10倍,也就是10λ。
如图4所示,凹部Hole与弹性表面波的传递方向垂直的方向上的长度,设为2μm。
如图4所示,针对将凹部Hole在与弹性表面波的传递方向平行的方向上的宽度HoleW设为节距Pitch的50%、75%、100%、125%、及150%的状况,分别进行模拟。此外,节距Pitch相当于波长λ的1/2。
以下说明上述模拟的结果。
图5是显示本实施形态的弹性波组件52与比较例的共振特性的图。(a)是不具有凹部Hole的比较例ref的共振特性的图。(b)是显示本实施形态的弹性波组件52的共振特性的图,其中将HoleW为50%、深度HoleHeight为波长的0.25倍(0.25λ)的凹部Hole,设置在所有的IDT 52a的前端部与相应的汇流排52e1、52e2之间。(c)是显示本实施形态的弹性波组件52的共振特性的图,其中将HoleW为50%、深度HoleHeight为波长的0.5倍(0.5λ)的凹部Hole,设置在所有的IDT 52a的前端部与相应的汇流排52e1、52e2之间。(d)是显示本实施形态的弹性波组件52的共振特性的图,其中将HoleW为50%、深度HoleHeight为波长的0.7倍(0.7λ)的凹部Hole,设置在所有的IDT 52a的前端部与相应的汇流排52e1、52e2之间。
如图5所示,与比较例相比,可知本实施形态中的弹性波组件52的共振特性显示可抑制寄生谐振。另外,可知在HoleW为50%的情况下,深度HoleHeight的绝对值越大,则越能抑制寄生谐振。
图6是显示本实施形态的弹性波组件52与比较例的共振特性的图。(a)是不具有凹部Hole的比较例ref的共振特性的图。(b)是显示本实施形态的弹性波组件52的共振特性的图,其中将HoleW为75%、深度HoleHeight为0.25波长的0.25倍(0.25λ)的凹部Hole,设置在所有的IDT 52a的前端部与相应的汇流排52e1、52e2之间。(c)是显示本实施形态的弹性波组件52的共振特性的图,其中将HoleW为75%、深度HoleHeight为波长的0.5倍(0.5λ)的凹部Hole,设置在所有的IDT 52a的前端部与相应的汇流排52e1、52e2之间。(d)是显示本实施形态的弹性波组件52的共振特性的图,其中将HoleW为75%、深度HoleHeight为波长的0.7倍(0.7λ)的凹部Hole,设置在所有的IDT 52a的前端部与相应的汇流排52e1、52e2之间。
如图6所示,与比较例相比,可知本实施形态中的弹性波组件52的共振特性显示可抑制寄生谐振。另外,在HoleW为75%的情况下,认为深度HoleHeight的绝对值与寄生谐振受抑制的程度间的相关性不明确。
图7是显示本实施形态的弹性波组件52与比较例的共振特性的图。(a)是不具有凹部Hole的比较例ref的共振特性的图。(b)是显示本实施形态的弹性波组件52的共振特性的图,其中将HoleW为100%、深度HoleHeight为波长的0.25倍(0.25λ)的凹部Hole,设置在所有的IDT 52a的前端部与相应的汇流排52e1、52e2之间。(c)是显示本实施形态的弹性波组件52的共振特性的图,其中将HoleW为100%、深度HoleHeight为波长的0.5倍(0.5λ)的凹部Hole,设置在所有的IDT 52a的前端部与相应的汇流排52e1、52e2之间。(d)是显示本实施形态的弹性波组件52的共振特性的图,其中将HoleW为100%、深度HoleHeight为波长的倍(0.7λ)的凹部Hole,设置在所有的IDT 52a的前端部与相应的汇流排52e1、52e2之间。
如图7所示,与比较例相比,可知本实施形态中的弹性波组件52的共振特性显示可抑制寄生谐振。另外,在HoleW为100%的情况下,深度HoleHeight的绝对值越小,则越能抑制寄生谐振。
图8是显示本实施形态的弹性波组件52与比较例的共振特性的图。(a)是显示不具有凹部Hole的比较例ref的共振特性的图。(b)是显示本实施形态的弹性波组件52的共振特性的图,其中将HoleW为125%、深度HoleHeight为波长的0.25倍(0.25λ)的凹部Hole,设置在所有的IDT 52a的前端部与相应的汇流排52e1、52e2之间。(c)是显示本实施形态的弹性波组件52的共振特性的图,其中将HoleW为125%、深度HoleHeight为波长的0.5倍(0.5λ)的凹部Hole,设置在所有的IDT 52a的前端部与相应的汇流排52e1、52e2之间。(d)是显示本实施形态的弹性波组件52的共振特性的图,其中将HoleW为125%、深度HoleHeight为波长的0.7倍(0.7λ)的凹部Hole,设置在所有的IDT 52a的前端部与相应的汇流排52e1、52e2之间。
如图8所示,与比较例相比,可知本实施形态中的弹性波组件52的共振特性显示可抑制寄生谐振。另外,在HoleW为125%的状况下,深度HoleHeight的绝对值越小,则越能抑制寄生谐振。
图9是显示本实施形态的弹性波组件52与比较例的共振特性的图。(a)是不具有凹部Hole的比较例ref的共振特性的图。(b)是显示本实施形态的弹性波组件52的共振特性的图,其中将HoleW为150%、深度HoleHeight为波长的0.25倍(0.25λ)的凹部Hole,设置在所有的IDT 52a的前端部与相应的汇流排52e1、52e2之间。(c)是显示本实施形态的弹性波组件52的共振特性的图,其中将HoleW为150%、深度HoleHeight为波长的0.5倍(0.5λ)的凹部Hole,设置在所有的IDT 52a的前端部与相应的汇流排52e1、52e2之间。(d)是显示本实施形态的弹性波组件52的共振特性的图,其中将HoleW为150%、深度HoleHeight为波长的0.7倍(0.7λ)的凹部Hole,设置在所有的IDT 52a的前端部与相应的汇流排52e1、52e2之间。
如图9所示,与比较例相比,可知本实施形态中的弹性波组件52的共振特性显示可抑制寄生谐振。另外,在HoleW为150%的情况下,认为深度HoleHeight的绝对值与寄生谐振受抑制的程度间的相关性不明确。
依据以上所说明的实施形态1,在第一汇流排52e1与第二汇流排52e2的电极指52d的前端部彼此相对的压电基板的区域,形成凹部Hole1。因此,可提供抑制寄生谐振的弹性波装置。
另外,在第二汇流排52e2与第一汇流排52e1的电极指52d的前端部彼此相对的压电基板的区域,形成凹部Hole2。因此,可提供更加抑制寄生谐振的弹性波装置。
另外,凹部Hole1被形成为比第一汇流排52e1更靠近第二汇流排52e2的电极指52d的前端部,因此,可提供更加抑制寄生谐振的弹性波装置。
另外,使凹部Hole在与弹性表面波传递方向平行的方向上的宽度,形成为弹性表面波的波长λ的1/4~3/4的范围内,因此,可提供更加抑制寄生谐振的弹性波装置。
另外,凹部Hole的深度HoleHeight为压电基板LT的厚度的35%~100%的范围内,因此,可提供更加抑制寄生谐振的弹性波装置。
另外,装置芯片5的基板与由蓝宝石、硅、氧化铝、尖晶石、水晶、玻璃、及硅所制成的支持基板接合,因此,可提供温度特性更优异的弹性波装置。
实施形态2
图10是例示实施形态2的弹性波装置所具有的弹性波组件的图。另外,对于与实施形态1类似或相同的部分使用相同的标记。所述类似或相同的部分将会省略说明。
如图10所示,在邻接所述第一汇流排52e1的末端的电极指52d或是所述第二汇流排52e2的末端的电极指52的所述压电基板LT的区域,形成凹部Hole3。也就是IDT 52a的两侧形成有凹部Hole3。在此实施形态中未形成反射器。而是利用弹性波在装置芯片5的端面反射的现象,来取代反射器。借此,可省略反射器所需的空间。因此,可达成弹性波装置的小型化。另外,由于能够在形成凹部Hole1、凹部Hole2的同时形成凹部Hole3,因此不会增加弹性波装置的制造过程和研制周期。
由于其他构造与实施形态1相同,所以省略说明。
实施形态3
图11是适用实施形态3的弹性波装置的模块的纵截面图。另外,对于与实施形态1类似或相同的部分使用相同的标记,所述类似或相同的部分将会省略说明。
在图11中,模块100具有布线基板130、数个外部连接端子131、集成电路组件IC、弹性波装置1、电感器111、及密封部117。
布线基板130相当于实施形态1中布线基板3。
数个外部连接端子31形成在布线基板130的下表面。数个外部连接端子131安装在预设的移动通信终端的母板上。
虽然图中未示,集成电路组件IC安装在所述布线基板130的内部。集成电路组件IC包括开关电路与低噪声放大器。
弹性波装置1安装在布线基板130的主面上。
电感器111安装在所述布线基板130的主面。电感器111是为了阻抗匹配而安装。电感器111例如为集成无源元件(Integrated Passive Device,IPD)。
密封部117密封包含弹性波装置1的数个电子组件。
依据以上说明的实施形态3,模块100具有弹性波装置1。因此,可提供更小型化且隔离特性优异的模块。
虽然以上描述了至少一个实施态样,应当理解的是,本领域技术人员能容易想到进行各种变化、修正或改进。上述变化、修正或改进也属于本公开的一部分,并且,属于本发明的范围。
应当理解的是,这里所描述的方法或装置的实施态样,不仅限于以上说明所记载或附图所示例的构成组件的架构和排列。方法和装置能以其他实施态样安装,或以其他实施态样施行。
所述实施例仅用于说明,并没有限定的意思。
此处所使用的描述或用词仅是为了说明,并没有限定的必要。这里的“包括”、“具备”、“具有”、“包含”及其变化的使用,具有包括之后列举的项目、其等同物和附加项目的意思。
“或(或者)”的用词,或任何使用“或(或者)”描述的用语,可解释为所述描述用语中的其中一个、大于一个,或全部的意思。
前、后、左、右、顶、底、上、下,及水平、垂直的引用都是为了方便描述,并非限定本发明中任一构成组件的位置与空间配置。因此,上述说明与附图只是示例性的。

Claims (11)

1.一种弹性波装置,其特征在于:所述弹性波装置包含:
压电基板;
具有形成在所述压电基板上的数个电极指的第一汇流排;及
具有形成在所述压电基板上且与所述第一汇流排相对地配置的数个电极指的第二汇流排,
在所述第一汇流排与所述第二汇流排的电极指的前端部彼此相对的所述压电基板的区域,形成有凹部。
2.根据权利要求1所述的弹性波装置,其特征在于:在所述第二汇流排与所述第一汇流排的电极指的前端部彼此相对的所述压电基板的区域,形成有凹部。
3.根据权利要求1所述的弹性波装置,其特征在于:所述凹部比所述压电基板的第一汇流排更靠近所述第二汇流排的电极指的前端部。
4.根据权利要求1所述的弹性波装置,其特征在于:所述凹部在与弹性表面波传递方向平行的方向上的宽度是在弹性表面波的波长的1/4~3/4的范围内。
5.根据权利要求1所述的弹性波装置,其特征在于:所述凹部的深度是在压电基板的厚度的35%~100%的范围内。
6.根据权利要求1所述的弹性波装置,其特征在于:所述压电基板是由钽酸锂、铌酸锂或水晶所制成。
7.根据权利要求1所述的弹性波装置,其特征在于:所述压电基板与由蓝宝石、硅、氧化铝、尖晶石、水晶、玻璃或及硅制成的支持基板接合。
8.根据权利要求7所述的弹性波装置,其特征在于:所述凹部以贯通所述压电基板的方式形成,而所述支持基板构成所述凹部的底部。
9.根据权利要求1所述的弹性波装置,其特征在于:在邻接所述第一汇流排的末端的电极指或是所述第二汇流排的末端的电极指的所述压电基板的区域,形成第二凹部。
10.根据权利要求9所述的弹性波装置,其特征在于:所述第二凹部是形成在所述第一汇流排及所述第二汇流排的两端部。
11.一种模块,其特征在于:包含权利要求1至10中任一权利要求所述的弹性波装置。
CN202110872765.4A 2021-03-27 2021-07-30 弹性波装置及包含该弹性波装置的模块 Pending CN115133904A (zh)

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