CN1702961A - 声表面波装置及通信机器 - Google Patents

Abstract

本发明的声表面波装置，在压电基板(300)的一个主面上形成发送用滤波元件TX以及接收用滤波元件RX，发送用滤波元件TX以及接收用滤波元件RX倒装安装在电路基板(200)的上面。接收用滤波元件RX的接地电极(322)与形成于电路基板(200)上的3个直线状贯通导体(221)连接，发送用滤波元件TX的接地电极(312)与形成于电路基板(200)上的3个弯曲状贯通导体(211)连接。

Description

声表面波装置及通信机器

技术领域

本发明涉及适于在滤波元件、双工机(duplexer)等中使用的、装载具有不同频率的通带的多个声表面波元件的声表面波装置，以及具备该装置的通信机器。该通信机器，使用于携带电话机等的移动体通信机器等中。

背景技术

在携带电话机等的通信机器中，作为分离发送信号和接收信号的双工机，采用声表面波(Surface Acoustic Wave)装置，该声表面波装置使用了具备IDT电极(Inter Digital Transducer)的声表面波元件。声表面波装置是具有小型、具有陡峭的滤波元件特性、量产性出色等优良优点的装置。

尤其最近，为了通信机器的小型、轻量化，在声表面波装置中，要求将发送用滤波元件与接收用滤波元件一体化的、小型的声表面波装置。此外，作为滤波元件当然要求低插入损耗，而关于频带外衰减特性，也要求更大的衰减量。

如果在发送用滤波元件以及接收用滤波元件的频带外减衰量已劣化的情况下，就会出现发送或者接收不需要的无线信号，存在降低接收的无线信号的品质，或产生对其它无线通信机器的妨害等的问题的可能性。

针对以上所述的要求，以现有的声表面波装置的频带外衰减特性不能充分对应，期望进一步地改善。

发明内容

本发明正是针对上述问题而提出的，其目的在于，提供一种具备高频侧滤波元件以及低频侧滤波元件，这些滤波元件的频带外衰减特性优良、可小型化、且高可靠性的声表面波装置。

本发明的声表面波装置是下述结构的装置：具备：第1滤波元件，其形成于所述压电基板的一个主面上，包括第1输入输出电极、第1接地电极以及第1IDT电极；第2滤波元件，其形成于所述压电基板的同一面上，包括第2输入输出电极、第2接地电极以及第2IDT电极，与所述第1滤波元件频带不同；和电路基板，其用于安装所述压电基板的形成所述第1、第2滤波元件的面，在所述压电基板的形成所述第1、第2滤波元件的面中，所述第1接地电极与所述第2接地电极被电分离地形成，在所述电路基板的安装所述压电基板的面中，连接所述第1接地电极的第1接地用导体端子与连接所述第2接地电极的第2接地用导体端子被分离地形成，在所述电路基板的与安装所述压电基板的面相反侧的面上或者所述电路基板的任一个的内层面上，设置第3接地电极，设置第1以及第2贯通导体，其连接于所述第1接地用导体端子以及所述第2接地用导体端子，并到所述第3接地电极的位置为止分别贯通所述电路基板。

根据该构成，由于可将两个滤波元件形成在同一个的压电基板上，因此与形成在不同的压电基板上相比可使声表面波装置小型化，可减小向电路基板的安装面积。此外，通过在各滤波元件的接地用中分别设置第1以及第2贯通导体，可使第1滤波元件以及第2滤波元件的频带外衰减特性分别下降到期望的值，可提供高可靠性的声表面波装置。

此外，本发明的声表面波装置是下述的装置：在上述构成中，所述第1滤波元件的通过频带比所述第2滤波元件的通过频带更低，所述第1接地电极、所述第1接地用导体端子以及所述第1贯通导体的串联电感比所述第2接地电极、所述第2接地用导体端子以及所述第2贯通导体的串联电感更高。

所述第1滤波元件以及第2滤波元件是分别具备连接于输入输出电极间的串联IDT电极和连接在信号线路与接地之间的并联IDT电极的器件。

以下，说明根据该构成的效果。

图1是表示IDT电极的等价电路的图。用复数Z1表示该IDT电极的阻抗。

用Lg1表示由所述第1接地电极、第1接地用导体端子以及所述第1贯通导体形成的串联电感，用Lg2表示由所述第2接地电极、第2接地用导体端子以及所述第2贯通导体形成的串联电感。将Lg1、Lg2总称为“Lg”。

图2是表示在图1的电路中，串联连接了串联电感Lg的电路。图2的电路的阻抗用Z1和Lg的和表示，将其表示为“Z”。并且，将Z的电抗成分作为X，电阻成分作为R。

图3是纵轴为电抗X、横轴为频率的曲线图。曲线图的各曲线的参数为Lg的值。

电抗X，具有以某频率fr0共振(resonance)点，具有以比该频率更高的频率fa0反共振(anti-resonance)点。

从曲线图可知，Lg的值越大，曲线越向上，共振频率fr0、反共振频率fa0均变小。

图4是在纵轴上表示上述第1滤波元件的并联IDT电极、串联IDT电极、上述第2滤波元件的并联IDT电极和串联IDT电极的各阻抗的绝对值|Z|的曲线图和在纵轴上表示上述第1滤波元件以及第2滤波元件的衰减量的曲线图。横轴为公共的频率。

从该复合曲线图，如箭头b所示，如果在反共振频率附近减小上述第1滤波元件的并联IDT电极的阻抗，则可使上述第1滤波元件的通过频带外的高频侧的衰减量变大(参照箭头d)。此外，如箭头a所示，如果在共振频率附近减小上述第2滤波元件的并联IDT电极的阻抗，则可使上述第2滤波元件的通过频带外的低频侧的衰减量变大(参照箭头c)。

由此可见：为了在反共振频率附近降低上述第1滤波元件的并联IDT电极的阻抗，如图3的箭头e所示，可增大第1滤波元件的串联阻抗Lg1，而为了在共振频率附近减小上述第2滤波元件的并联IDT电极的阻抗时，如箭头f所示，可减小第2滤波元件的串联阻抗Lg2。

如上所述，如果使产生于第2滤波元件的接地用导体端子上的寄生电感减小，则关于第2滤波元件的并联IDT电极，可减小与第1滤波元件的频带重叠的频带中的阻抗Z。

其结果，可有效地阻止通过与该频带重叠的频带的信号，可提高第2滤波元件的低频率侧的频带外衰减特性。

此外，如果使产生于第1滤波元件的接地用导体端子上的寄生电感增加，则关于第1滤波元件的并联IDT电极，可减小与第2滤波元件的频带重叠的频带中的阻抗Z。

其结果，可有效地阻止通过与该频带重叠的频带的信号，可提高第2滤波元件的高频率侧的频带外衰减特性。

为了实现以上那种寄生电感的减小以及增大，考虑使上述第1接地电极的压电基板上的面积比上述第2接地电极的压电基板上的面积更小，或使上述第1贯通导体的个数比上述第2贯通导体的个数更少，或者使上述第1贯通导体为弯曲形状、上述第2贯通导体为直线形状，或者使上述第1贯通导体的截面面积比上述第2贯通导体的截面面积更小。

在以上构成的声表面波装置中，如果在接收用滤波元件的通过频带比发送用滤波元件的通过频带高的情况下，通过使产生于接收用滤波元件的接地用导体端子的寄生电感减小，使产生于发送用滤波元件的接地用导体端子的寄生电感增加，可实现分别目的频带外衰减特性的提高，在用于通信机器的双工机的情况下可获得良好的通信品质。

此外，本发明的声表面波装置，在上述各构成中，具有下述结构：在上述压电基板的形成上述第1、第2滤波元件的面上，包围上述第1、第2滤波元件形成环状电极，在上述电路基板的安装上述压电基板的面上，形成与上述环状电极连接的环状导体。在该结构中，由于通过压电基板、电路基板、上述环状电极和环状导体，可密封声表面波元件以保护不受外部气体影响，因此可使声表面波元件历经长期而稳定地工作，能够实现可靠性高的声表面波装置。

还有上述环状导体，也可是个别地包围各滤波元件的构成。对各滤波元件，由于各环状电极起到电磁屏蔽的作用，因此可避免各滤波元件的电磁耦合，抑制滤波元件间的干扰。

此外，本发明的声表面波装置，采用将上述第2滤波元件的第2接地电极与环状电极连接，通过多个第2贯通导体将作为上述第2接地用导体端子的环状导体与上述第3接地电极连接的结构。

该结构，为了减小接地电极的电感而利用环状电极以及环状导体。

此外，本发明的声表面波装置，采用将上述第2接地用导体端子与上述环状导体连接，通过多个第3贯通导体将上述环状导体与第3接地电极连接的结构。

该结构，为了减小接地用导体端子的电感而利用环状导体。

根据上述结构，通过在第2滤波元件中不再制作大面积的接地电极或接地用导体端子，可减小寄生电感，能够实现更小型的本发明的声表面波装置。

本发明的通信机器，是具备上述声表面波装置、将该声表面波装置作为电路元件的接收电路和/或发送电路的机器。

该通信机器，由于不需要以往那样的大型的介电滤波元件，可实现大幅度的小型化，因此可提供小型的通信品质高的通信机器。

并且，通过将具有良好的频带外衰减特性的高频侧滤波元件使用于例如接收用滤波元件中，可充分除去不需要的频带外信号，提高接收信号的品质。此外通过将具有良好的频域外衰减特性的低频侧滤波元件使用于例如发送用滤波元件中，可不发送不需要的频带外信号，发送品质优良的通信信号，并且可提供绝缘性优良的通信机器。

参照附图，通过下面所述的实施方式的说明证明本发明中上述的或者其它的优点、特征以及效果。

附图说明

图1是表示IDT电极的等价电路的图。

图2是表示将串联电感Lg串联连接于IDT电极的电路。

图3是纵轴为图2的电路的阻抗Z的电抗成分X、横轴为频率的曲线图。

图4是纵轴表示第1滤波元件的并联IDT电极、串联IDT电极及第2滤波元件的并联IDT电极和串联IDT电极的各阻抗的绝对值的曲线图和纵轴表示上述第1滤波元件以及第2滤波元件的通过衰减特性的曲线图。

图5是表示本发明的声表面波装置的一实施方式的图，是声表面波元件100的一个主面侧的俯视图。

图6是安装了声表面波元件100的电路基板200上面的俯视图。

图7是表示接合图5的压电基板300上的声表面波元件与图6的电路基板200而构成的声表面波装置的剖视图。

图8是接合图5的压电基板300上的声表面波元件与图6的电路基板200而构成的声表面波装置的电路图。

图9是表示将发送用滤波元件TX的接地贯通导体的形状变为弯曲状的例子的剖视图。

图10是表示缩短接收用滤波元件RX的接地贯通导体的长度的例子的剖视图。

图11是表示包括天线、采用本发明的声表面波装置的双工机DPX1、发送功率放大器PA、接收低噪音放大器LNA以及采用本发明的声表面波装置的级间声表面波装置1′的通信机器的方框图。

图12是测量发送用滤波元件TX的信号衰减量以及接收用滤波元件RX的信号衰减量的曲线图。

图13是测量发送用滤波元件TX的信号衰减量以及接收用滤波元件RX的信号衰减量的曲线图。

图14是表示本发明的声表面波装置的另一实施方式的图，是压电基板300的一个主面侧的俯视图。

图15是安装声表面波元件的电路基板200上面的俯视图。

图16是图15的B-B剖面图。

图17是安装声表面波元件100的电路基板200上面的俯视图。

图18是图17的C-C剖面图。

图19是表示本发明的声表面波装置的其他实施方式的图，是压电基板300的一个主面侧的俯视图。

图20是安装声表面波装置的电路基板200上面的俯视图。

图21是图20的D-D剖面图。

具体实施方式

图5是表示本发明的声表面波装置的一实施方式的图，是声表面波元件100的一个主面侧的俯视图。图6是安装声表面波元件100的电路基板200上面的俯视图。

声表面波元件100形成有形成在压电基板300上的、通过频带不同的两种类的滤波元件。

在本发明的实施方式中，低频带的滤波元件使用于发送用滤波元件TX中，高频带的滤波元件使用于接收用滤波元件RX。

在图5中，在压电基板300的一个主面上，形成有发送用滤波元件TX的IDT电极110、接地电极312以及信号输入输出电极311，并形成有接收用滤波元件RX的IDT电极120、接地电极322以及信号输入输出电极321。

上述发送用滤波元件TX的IDT电极110，由连接于输入输出电极311间的串联IDT电极和、连接于信号线路与接地之间的并联IDT电极构成。

上述接收用滤波元件RX的IDT电极120，由连接于输入输出电极321间的串联IDT电极和、连接于信号线路与接地之间的并联IDT电极构成。

还有，在压电基板300的一个主面中，以包围IDT电极110以及IDT电极120等的方式，形成大致四方形的环状电极330。

通过沿压电基板330的外周部设置这种环状电极330，可在其内侧利用大面积有效地配置IDT电极110以及IDT电极120等。

还有，作为环状电极330，也可以以分别单独地包围发送用滤波元件TX以及接收用滤波元件RX的方式形成。当将环状电极330以单独地包围发送用滤波元件TX以及接收用滤波元件RX的方式形成时，由于对各滤波元件环状电极330起到电磁屏蔽的作用，因此能够避免各个滤波元件的电磁耦合，可抑制滤波元件间的干扰。

图6表示用于安装压电基板300的电路基板200。在该电路基板200的上面，分别形成发送用滤波元件TX的信号输入输出导体端子411、发送用滤波元件TX的接地用导体端子412、接收用滤波元件RX的信号输入输出导体端子421、接收用滤波元件RX的多个接地用导体端子422。

上述信号输入输出导体端子411与压电基板300的信号输入输出端子311对应形成、上述接地用导体端子412与压电基板300的接地电极312对应形成、上述信号输入输出导体端子421与压电基板300的信号输入输出端子321对应形成、上述接地用导体端子422与压电基板300的接地电极322对应形成。并且，以包围这些端子的方式，与压电基板300的环状电极330对应形成环状导体430。

还有，虽然图中未示出，但环状导体430，通过贯通导体与形成于电路基板200的内部或者下面的接地用导体连接。由此，可使由发送用滤波元件的IDT电极产生的热通过以包围该IDT电极的方式形成的接地用环状电极430扩散。

此外，在电路基板200的背面，如图6虚线内斜线所示，分别通过通路(via)导体，形成与信号输入输出导体端子411连接的背面信号导体212、与信号输入输出导体端子421连接的背面信号导体222、与接地用导体端子412、422连接的背面接地用导体端子220。

背面接地用导体端子220，形成于电路基板200的背面的大面积上，对发送用滤波元件TX的接地用导体端子412、接收用滤波元件RX的接地用导体端子422成为公共的接地端子。该接地电极，作为第3接地电极发挥功能。

采用以上所述的压电基板300以及电路基板200的本发明的声表面波装置，压电基板300的各电极通过导体凸块与电路基板200的各导体端子连接，并且该环状电极330采用焊锡等的焊料、以环状密封的方式与在电路基板200的上面与其对应形成的环状导体430连接。

由此，可在电路基板200的上面与一个主面相面对地安装声表面波元件100，该声表面波元件100在压电基板的一个主面上形成了发送用滤波元件TX以及接收用滤波元件RX。

由于通过上述环状的密封，可保持压电基板300的动作面一侧的密封性，因此可使声表面波元件100不受外装保护材料500等带来的影响而稳定地进行动作，并且可使其动作历经长时间而稳定地进行，成为可靠性高的声表面波装置。

此外，通过在由这些环状电极330以及环状导体430环状密封的内部进一步封入例如作为惰性气体的氮气等，由于可有效地防止各电极、各导体端子的氧化等所带来的劣化，因此可以实现更高可靠性。

还有作为环状电极330的宽度，考虑焊锡等的锡料的密封性和位置配合精度，优选在例如0.05mm到0.15mm范围内形成。比0.05mm更窄的宽度，很难满足焊锡的密封性或对机械的应力的可靠性。此外，由于将宽度增大到必要程度以上来设置环状电极330会使在其内侧采用大面积有效配置发送用滤波元件TX以及接收用滤波元件RX变得困难，因此要根据声表面波装置所要求的特性或规格而适当设定。

此外，在该例中虽然发送用滤波元件TX以及接收用滤波元件RX只各形成一个，并以包围它们的方式形成一个环状电极330，但也可设置多个配置于环状电极330内侧的发送用滤波元件TX、设置多个接收用滤波元件RX。

此外，如上所述，也可将压电基板300的一个主面划分为多个区域，在各个区域中形成发送用滤波元件TX、接收用滤波元件RX以及包围它们的环状电极330。在这种情况下，可大幅降低由各环状电极330包围的声表面波装置部之间的发送信号或者接收信号的相互干扰。

发送用滤波元件TX的IDT电极110、接地电极312以及信号输入输出电极311、接收用滤波元件RX的IDT电极120、接地电极322以及信号输入输出电极321是通过下述方法形成：例如在钽酸锂等的压电基板的一个主面上由溅射法等的真空成膜技术成膜铝等的金属膜，然后，采用光刻等的装置形成期望的抗蚀图案，将其作为掩膜通过蚀刻除去不需要的位置。

关于压电基板，由于例如在36°±3°Y切X方向生长的钽酸锂单晶、在42°±3°Y切X方向生长的钽酸锂单晶、在64°±3°Y切X方向生长的铌酸锂单晶、在41°±3°Y切X方向生成的铌酸锂单晶、在45°±3°X切Z方向生长的钽酸锂单晶，分别电机械耦合系数大且频率温度系数小，因此适于应用在压电基板上。

此外，压电基板的厚度适于0.1mm～0.5mm左右。不足0.1mm的厚度则压电基板容易割破，超过0.5mm则部件尺寸变大难以达到小型化。

上述IDT电极110以及IDT电极120，通过串联以及并联构成梯子型连接的梯状滤波元件，可实现急促且低损耗的滤波元件特性。

图7是用A-A线剖开接合以上所说明的图5的压电基板300上的声表面波元件与图6的电路基板200而构成的声表面波装置的剖视图。

电路基板200，层叠多层绝缘层而制作的，在该例中为3层的绝缘层。

412是形成于电路基板200的上面的发送用滤波元件TX的接地用导体端子，211是形成于电路基板200的内部的发送侧贯通导体。

发送侧贯通导体211，是从电路基板200的上面到下面、在上下方向上用形成于绝缘层间的导体层211b连接多个贯通导体211a而形成的导体。发送侧贯通导体211在电路基板200的上面与接地用导体端子412连接、在电路基板200的背面与背面接地用导体端子220连接。

422是形成于电路基板200的上面的接收用滤波元件RX的接地用导体端子，221是从电路基板200的上面到背面形成为直线状的接收侧贯通导体。

接收侧贯通导体221是从电路基板200的上面到下面、在上下方向上用形成于绝缘层间的导体层221b连接多个贯通导体221a而形成的导体，在电路基板200的上面与接地用导体端子422连接，在电路基板200的背面与背面接地用导体端子220连接。

112、122分别是导体凸块，112是发送用滤波元件TX连接凸块，122是接收用滤波元件RX连接凸块。

如图7所示，压电基板300的一个主面与电路基板200的上面相面对地配置，发送用滤波元件TX的接地电极312与电路基板200的接地用导体端子412由发送用滤波元件TX连接凸块112连接，接收用滤波元件RX的接地电极322与电路基板200的接地用导体端子422由接收用滤波元件RX连接凸块122分别电连接，由此将声表面波元件100安装在电路基板200的上面。

还有，虽然图7中未示出，但发送用滤波元件TX的信号输入输出端子311与形成于电路基板200的上面的发送用滤波元件TX的信号输入输出导体端子，同样用导体凸块连接。接收用滤波元件RX的信号输入输出端子与形成于电路基板200的上面的接收用滤波元件RX的信号输入输出导体端子也同样由导体凸块连接。

由此，接收用滤波元件RX的接地电极322通过接收用滤波元件RX连接凸块122、在电路基板200上从上面到下面形成为直线状的多个贯通导体221与背面接地用导体端子220连接，发送用滤波元件TX的接地电极312通过发送用滤波元件TX连接凸块112、在电路基板200上从上面到下面形成的贯通导体211与背面接地用导体端子220连接。

还有，在图6、图7的例子中，虽然在电路基板200的背面上设置电连接接收用滤波元件RX的接地电极322与发送用滤波元件TX的接地电极312的背面接地用导体端子220，但也可如图17、18所示，在声表面波装置1中，接收用滤波元件RX的接地电极322与发送用滤波元件TX的接地电极312不电连接，而是设置多个背面接地用导体端子220′，通过装载了声表面波装置1的通信机器的PCB(Printed Circuit Board)的接地电极230连接这些端子。

贯通导体211a、221a可以平均每条0.03mm到0.2mm左右的直径形成。如果以比0.03mm更小的直径形成贯通导体，则存在因产生形成于电路基板200的绝缘层间的导体层211b、211b之间的位置错位等而引起连接可靠性降低的情况。如果直径超过0.2mm，则在由作为电路基板200的绝缘层的材料的例如陶瓷与由金属构成的贯通导体之间，热膨胀系数差变大，存在在贯通导体附近的绝缘层中产生破裂等的裂纹、引起连接可靠性下降的情况。

另外，在形成多条直线状贯通导通221并与接收用滤波元件RX的接地电极322连接的情况下，通过以比如0.02mm到0.2mm左右的间隔细密地配置这些多条直线状贯通导体221，可以实现小面积、小电感。

在上述电路基板200的绝缘层中，采用例如将氧化铝作为主成分的陶瓷、在低温可烧结的陶瓷、或者将有机材料作为主成分的玻璃环氧树脂等。在采用陶瓷或者玻璃陶瓷的情况下，是通过下述方法制作的：制作将由有机溶剂等均匀混合陶瓷等的金属氧化物与有机粘合剂形成的泥浆成型为薄板状的生材薄板，形成期望的布线图案或内部导体连接用贯通孔(贯通导体)后，通过层叠这些生材薄板并进行压接来一体形成并烘焙。

形成于各绝缘层的导体图案，是由Au、Cu、Ag、Ag-Pd、W等的金属导体通过网屏(screen)印刷或者蒸镀、溅射等的成膜法与蚀刻的组合等而形成的。在各导体图案中，如果进一步需要与声表面波元件100的良好的接合，则也可在表面上施行Ni或者Au等的电镀。

发送用滤波元件TX连接凸块以及接收用滤波元件RX连接凸块122，由焊锡或Au等的导体材料形成。在由焊锡形成的情况下，可以通过例如由网屏印刷将膏状焊锡涂敷在接地电极312、322、输入输出电极311、321上后，使该焊锡熔融来形成导体凸块。此外，在用金形成的情况下，通过可以例如将金线引线接合(wire bonding)在接地电极312、322、输入输出电极311、321上，将其切断为短的长度来形成导体凸块。

此外，通过对电路基板200的接地用导体端子412、422、信号输入输出端子411、421进行焊锡印刷，将其作为导体凸块，也可与接地电极312、322以及信号输入输出端子311、321连接。或者，在通过导体凸块连接时，也可边施加热或者超音波等，边进行压接，能够实现准确良好的连接。

还有，在图7中，500是用于保护安装在电路基板200上的声表面波元件100的外装保护材料，在该例中按照环绕至压电基板300的侧面、保持声表面波元件100的方式形成。外装保护材料500，由混合环氧树脂、双酚树脂、聚酰亚胺树脂、作为固体填充物的氧化铝、氮化铝、氮化硅等的填充物的树脂构成。或者也可是Au、Ag、Cu、Sn、Al、Pb、或者将其中至少一种作为主成分的合金等的金属皮膜等。由上述外装保护材料500可保护压电基板300不受机械的冲击或水分、药品等的影响，可实现高可靠性的声表面波装置1。还有，外装保护材料500，也可以为不露出压电基板300、覆盖压电基板300的形成IDT电极等的面以外的所有的面。由此，可进一步确保对机械性冲击的耐性。

图8是接合图5的压电基板300上的声表面波元件与图6的电路基板200而构成的声表面波装置的电路图。图8的上半部分表示构成发送用滤波元件TX的电路，下半分表示构成接收用滤波元件RX的电路。两电路通过公共的背面接地用导体端子220接地。

根据本发明的声表面波装置1，由于相对接收用滤波元件RX的接地电极322与在电路基板200上从上面到下面设置的多个贯通导体221连接，发送用滤波元件TX的接地电极312与在电路基板200上从上面到下面设置的一个贯通导体211连接，因此可增加在发送用滤波元件TX的接地用导体端子中产生的寄生电感。

由此，关于发送用滤波元件TX的并联IDT电极，由于可使在与高频侧滤波元件的频带、即接收用滤波元件RX的接收频带重叠的频带中的阻抗变小，因此可有效阻止通过与该接收频带重叠的频带的信号。因此，可使发送用滤波元件TX的高频率侧的频带外衰减特性大幅提高。

此外，根据本发明的声表面波装置1，由于接收用滤波元件RX的接地电极322与在电路基板200上从上面到下面形成为直线状的多个直线状贯通导体221连接，因此可降低在接收用滤波元件RX的接地用导体端子中产生的寄生电感。

由此，关于接收用滤波元件RX的并联IDT电极，由于可使在与低频侧滤波元件的频带、即发送用滤波元件TX的发送频带重叠的频带中的阻抗变小，因此可有效阻止通过与该发送频带重叠的频带的信号。因此，可良好地提高接收用滤波元件RX的低频率侧的频带外衰减特性。

在以上的实施方式中，由于发送用滤波元件TX的接地贯通导体的数目比接收用滤波元件RX的接地贯通导体的数目还少(在图5的例中相对接收用滤波元件RX的贯通导体为8个，发送用滤波元件TX的贯通导体为1个)，因此可增加在发送用滤波元件TX的接地用导体端子中产生的寄生电感。

但是与此同时，或者作为除此之外的方法，存在将发送用滤波元件TX的接地贯通导体的形状弯为弯曲状而形成的方法。

图9表示改变了发送用滤波元件TX的接地贯通导体的形状的例子。

211′是形成于电路基板200的内部的发送侧贯通导体。贯通导体211′是用形成于电路基板200内的绝缘层间的导体层211b′连接从绝缘层的上面到下面上下方向的位置错开而形成的多个贯通导体211a′来形成的，在电路基板200的上面连接接地用导体端子412。

422是形成于电路基板200的上面的接收用滤波元件RX的接地用导体端子，211′是从电路基板200的上面到下面形成为直线状的多个直线状贯通导体。

如上所述，接收用滤波元件RX的接地电极322通过凸块122与在电路基板200上从上面到下面形成为直线状的多个直线状贯通导体211′连接，且发送用滤波元件TX的接地电极312通过凸块112与弯曲状贯通导体211′连接，该贯通导体211′是用形成于电路基板200内的绝缘层间的导体层211b′连接从电路基板200的上面到下面上下方向的位置错开而设置的贯通导体211a′来形成的，由此构成图9的声表面波装置1。

由于设置了该弯曲状的贯通导体211′，因此可增加在发送用滤波元件TX的接地用导体端子312中产生的寄生电感，由此关于发送用滤波元件TX的并联IDT电极，可降低与接收用滤波元件RX的接收频带重叠的频带中的阻抗。因此，由于可有效阻止通过与接收频带重叠的频带的信号，故可大幅提高发送用滤波元件TX的高频率侧的频带外衰减特性。

进一步，由于在电路基板200上从上面到下面设置多个直线状的贯通导体211′并并联连接，因此可使电感值进一步变小，可进一步降低在接收用滤波元件RX的接地用导体端子中产生的寄生电感，可进一步大幅提高接收用滤波元件RX的频带外衰减特性。

在以上的实施方式中，通过将发送用滤波元件TX的贯通导体211′形成为弯曲状而增大阻抗，通过增多接收用滤波元件RX的直线状贯通导体211′的个数而减小阻抗。但是，作为除此之外的方法，有改变接地贯通导体的直径的方法、改变接地贯通导体的长度的方法。

图10是表示缩短接收用滤波元件RX的接地贯通导体的长度的例子的剖视图。该电路基板200假定为还装载压电基板300以外的元件的模块用的电路基板200。

211″表示形成于电路基板200的内部的一个发送侧贯通导体。该贯通导体211″与图7所示导体为相同结构。

221a″表示是从在电路基板200的上面形成的接收用滤波元件RX的接地用导体端子到内层接地电极221c″形成的短贯通导体。

在该例中，多层电路基板200的内面，例如图10中所示的X-X′面上设置大致全面的内层接地电极221c″，将该内层接地电极221c″与该图面外的某处的公共的接地电位连接。

还有，内层接地电极221c″，需要在贯通导体211″的通过位置上开孔以使不与发送用滤波元件TX的贯通导体211″接触。

由此，通过将贯通导体221a″与内层接地电极221c″连接，可使其长度比电路基板200的厚度还短，可使贯通导体221a″的电感Lg比发送用滤波元件TX的贯通导体211″的电感更小。

此外，虽然图中未说明，但在上面所述的贯通导体直径的允许范围内，使发送用滤波元件TX的贯通导体的直径比接收用滤波元件RX的贯通导体的直径更小也能带来效果。具体地说，根据减小直线状贯通导体的电感的目的，也可使贯通导体设为0.1mm以上的直径。

接着，说明本发明的声表面波装置的其他实施方式。

图14是表示声表面波元件的一主面侧的俯视图。图15是表示安装声表面波元件的电路基板200的上面的俯视图。图16是在B-B′线剖切图15的电路基板200的剖视图。

在该例中，与从图5到图7中所示的部件相同的部件中，付与相同的号码，省略重复的说明。

根据该构成，与图5到图7中所示的构成的不同点在于，将接收用滤波元件RX的接地电极作为压电基板300上的导体图案330a形成，该导体图案330a与环状电极330连接。并且，也可将形成于电路基板200的上面、与环状电极330连接的环状导体430通过设置于电路基板200的四边的多个贯通导体231与形成于电路基板200的背面的接地用导体端子220连接。

本构成的特征在于，通过利用环状电极330来确保图5中所示的接地电极322的面积。

根据该构成，利用环状电极330的大面积，可将接收用滤波元件RX的接地电感Lg2设定为低的值。

根据这种构成，可实现更小型的声表面波装置。此外，通过环状电极430接地，可使来自外部的干扰更小。

还有，也可采用下述构成来代替将上述导体图案330a与环状电极330连接的构成：如图19所示在压电基板上分离开形成接收用滤波元件RX的接地电极322与环状电极330，如图20所示在电路基板200上将与接收用滤波元件RX的接地电极连接的接地用导体端子422形成为导体图案，该导体图案在电路基板200上与环状导体430连接。如图21所示，将该环状导体430通过设置于电路基板200的四边的多个贯通导体231与形成于电路基板200的背面的接地导体端子220连接。

在该结构中，通过利用环状导体430的大面积，可将接收用滤波元件RX的接地电感Lg2设定为低的值。从而，可实现更小型的声表面波装置。

以上所述构成的本发明的声表面波装置，适于使用在通信机器、特别是处理多频带的通信机器中。采用图11说明这种通信机器。

图11是表示由天线、发送接收分频电路(以下称作双工机)DPX、发送功率放大器PA、接收低噪音放大器LNA、级间的发送用滤波元件TX′以及级间的接收用滤波元件RX′构成的通信机器的框图，其中DPX是适用了具备发送用滤波元件TX及接收用滤波元件RX的本发明的声表面波装置1的分离发送接收频带的装置。另外，也可将级间的发送用滤波元件TX′以及级间的接收用滤波元件RX′制作在同一压电基板上，构成本发明的声表面波装置1′。

在该通信机器中，用混频器将从发送电路(图中未示出)输出的发送信号搭载到载波频率，用发送用带通滤波元件TX′使不需要的信号衰减，在此之后，用发送功率放大器PA放大发送信号，通过双工机DPX由天线发送。

在上述双工机DPX中，接收用滤波元件RX的无线信号通过频带，设定为比发送用滤波元件TX的无线信号通过频带更高。

用天线接收的接收信号，在通过双工机DPX后由接收低噪音放大器LNA放大，然后由接收用带通滤波元件RX′衰减不需要的信号，由混频器(图中未示出)从载波频率分离信号，向取出该信号的接收电路传送。

通过由以上所述的本发明的声表面波装置的构成，使产生于接收用滤波元件RX的接地用导体端子中的寄生电感减小，使产生于发送用滤波元件TX的接地用导体端子中的寄生电感增大，可分别实现目的频带外衰减特性的提高，作为无线通信机器可得到良好的发送接收分离性能。

还有，作为本发明的通信机器，可充分地发挥本发明的声表面波装置的效果，如目前所说明的构成那样，优选在声表面波装置1中搭载发送用滤波元件TX和接收用滤波元件RX两者。由此，可使发送信号以及接收信号的不需要的信号都能充分降低，可提高通信品质，并且由于能将发送用滤波元件TX以及接收用滤波元件RX一体化构成小型的滤波元件，因此可以构成小型高品质的通信机器。

在以上所述的本发明的声表面波装置以及通信机器中，虽然对将由低频侧IDT电极构成的低频侧滤波元件作为发送用滤波元件TX使用、将由高频侧IDT电极构成的高频侧滤波元件作为接收用滤波元件RX使用的情况为例进行了说明，但相对于此，也可将由低频侧IDT电极构成的低频侧滤波元件作为接收用滤波元件RX使用，将由高频侧IDT电极构成的高频侧滤波元件作为发送用滤波元件RX使用。在这种情况下，也可实现与以上相同的作用效果的声表面波装置以及通信机器。

作为适用于本发明的声表面波装置以及通信机器中的发送频带以及接收频带的例子，例如在美国的CDMA方式的情况下，Cellular频带中发送频带为824MHz到849MHz，接收频带为869MHZ到894MHZ，将低频侧滤波元件设定作为发送用滤波元件TX，将高频侧滤波元件设定作为接收用滤波元件RX。根据该设定，可适用使用于该通信方式的双工机。此外，在PCS(Personal Communication Services)频带中，发送频带为1850MHz到1910MHz，接收频带为1930MHZ到1990MHZ，可同样将低频侧滤波元件设定作为发送用滤波元件TX，将高频侧滤波元件设定作为接收用滤波元件RX。此外，如果在日本国内CDMA方式的情况下，发送频带为887MHz到925MHz、接收频带为832MHZ到870MHZ、通过分别将高频侧滤波元件用作发送用滤波元件TX、将低频侧滤波元件用作接收用滤波元件RX来设定通带，可将本发明适用于作为使用于该通信方式的双工机。

还有，本发明并不限定于上述实施方式的例子，在不超出本发明的主要内容的范围内可进行各种变更、改良等。例如，滤波元件也可包括DMS(Double Mode SAW)滤波元件或莱迪思(Lattice)型滤波元件等的结构。滤波元件也可至少具备一个串联IDT电极与一个并联IDT电极。

还有，将本发明的声表面波装置向电子电路模块等的安装用基板安装时的安装方式也可是任意的，不只上述的CSP(Chip Size Package)方式，还可适用引线接合方式或倒装方式等的各种方式。

此外，为了使接收用滤波元件RX与接收用滤波元件TX之间良好地绝缘，也可以在电路基板内配置蛇行状的相位匹配线路或由电感以及电容器构成的匹配电路。它们实现以下的功能：通过从天线端子看到的接收用滤波元件RX的阻抗在与接收频带中的与发送频带重叠的频带中无限趋于无穷大，对于从发送端子发送的通过发送用滤波元件TX的发送信号，可视为与相位匹配线路或者由电感以及电容器构成的匹配电路在接收用滤波元件RX侧电开放。其结果，发送信号可不增大损耗地从天线端子输出。

(实施例)

制作图7以及图8中所示的声表面波装置。

声表面波元件，作为压电基板采用在38.7°Y切X方向生长的钽酸锂单晶基板，在其一主面上形成Al(99质量％)-Cu(1质量％)的Al合金构成的IDT电极110、120、接地电极312、322、输入输出电极311、321、电连接这些电极的布线电极和接地用环状电极330。

这些电极的制作通过下述进行：由溅射法形成Al合金薄膜后，用分档器(stepper)以及RIE(反应性离子蚀刻)装置等进行光刻，由RIE(反应性离子蚀刻)装置等进行蚀刻，成为规定的各图案。

电路基板是层叠多层绝缘层来制作的。关于这些绝缘层，是通过下述方法制作的：采用将氧化铝作为主成分的陶瓷(介电常数9)，制作陶瓷等的生材薄板，设置期望的布线图案或贯通导体后，层叠这些生材薄板，并压接以形成一体，然后烘焙。

在电路基板的上面，形成与上述压电基板上的各电极对应的导体端子或者环状导体，在各导体端子以及环状导体上形成焊锡以接合上述压电基板上的各电极。

测量按照上述方式制作的声表面波装置的发送用滤波元件TX的信号衰减量以及接收用滤波元件RX的信号衰减量的频率特性。

其结果表示在图12以及图13的图表中。图表的横轴表示频率，纵轴表示衰减量。

图12是通过使接地贯通导体的数目相同，将发送用滤波元件TX的Lg1以及接收用滤波元件RX的Lg2都设为0.2nH的比较例情况下的频率特性。根据图12，接收频带中的发送用滤波元件TX的信号衰减量在893MHz中为41.2db。

图13是将发送用滤波元件TX的Lg1设为1.2nH、将接收用滤波元件Rx的Lg2设为0.2nH情况下的频域特性。根据图13，接收频域中的发送用滤波元件TX的信号衰减量在893MHz中为45.9dB，与图12的情况比较，衰减量的差为4.7dB，得到很大改善。

根据以上的测量结果显示了可在一个压电基板中实现低损耗且在频带外具有充分的衰减特性的发送用滤波元件以及接收用滤波元件。

Claims (14)

1、一种声表面波装置，其特征在于，具备：

第1滤波元件，其形成于所述压电基板的一个主面上，包括第1输入输出电极、第1接地电极以及第1IDT电极；

第2滤波元件，其形成于所述压电基板的同一面上，包括第2输入输出电极、第2接地电极以及第2IDT电极，与所述第1滤波元件频带不同；和

电路基板，其用于安装所述压电基板的形成所述第1、第2滤波元件的面，

在所述压电基板的形成所述第1、第2滤波元件的面中，所述第1接地电极、所述第2接地电极被电分离地形成，

在所述电路基板的安装所述压电基板的面中，连接所述第1接地电极的第1接地用导体端子与连接所述第2接地电极的第2接地用导体端子被分离地形成，

在所述电路基板的与安装所述压电基板的面相反侧的面上或者所述电路基板的任一个的内层面上，设置第3接地电极，

设置第1以及第2贯通导体，其连接于所述第1接地用导体端子以及所述第2接地用导体端子，并到所述第3接地电极的位置为止分别贯通所述电路基板。

2、根据权利要求1中所述的声表面波装置，其特征在于，

所述第1滤波元件的通过频带比所述第2滤波元件的通过频大更低，

所述第1接地电极、所述第1接地用导体端子以及所述第1贯通导体的串联电感比所述第2接地电极、所述第2接地用导体端子以及所述第2贯通导体的串联电感更高。

3、根据权利要求2中所述的声表面波装置，其特征在于，

所述第1接地电极的压电基板上的面积比所述第2接地电极的压电基板上的面积更小。

4、根据权利要求2中所述的声表面波装置，其特征在于，

所述第1贯通导体的个数比所述第2贯通导体的个数更少。

5、根据权利要求2中所述的声表面波装置，其特征在于，

所述第1贯通导体具有弯曲形状。

6、根据权利要求5中所述的声表面波装置，其特征在于，

所述第2贯通导体具有直线状。

7、根据权利要求2中所述的声表面波装置，其特征在于，

所述第1贯通导体的截面面积比所述第2贯通导体的截面面积更小。

8、根据权利要求1中所述的声表面波装置，其特征在于，

所述第1IDT电极，具有连接于所述第1输入输出电极间的串联IDT电极、和连接在信号线路与接地之间的并联IDT电极，

所述第2IDT电极，具有连接于所述第2输入输出电极间的串联IDT电极、和连接在信号线路与接地之间的并联IDT电极。

9、根据权利要求1中所述的声表面波装置，其特征在于，

在所述压电基板的形成所述第1、第2滤波元件的面上形成包围所述第1、第2滤波元件的环状电极，

在所述电路基板的安装所述压电基板的面上，形成与所述环状电极连接的环状导体。

10、根据权利要求9中所述的声表面波装置，其特征在于，

所述环状电极是分别包围所述第1、第2滤波元件的两个环状电极，

所述环状导体分别连接所述两个环状电极。

11、根据权利要求1中所述的声表面波装置，其特征在于，

所述第2接地电极，与在所述压电基板的形成所述第1、第2滤波元件的面上以包围所述第1、第2滤波元件的方式形成的环状电极连接，

所述第2接地用导体端子，是在所述电路基板的安装所述压电基板的面上以与所述环状电极连接的方式形成的环状导体。

12、根据权利要求1中所述的声表面波装置，其特征在于，

在所述压电基板的形成所述第1、第2滤波元件的面上，形成包围所述第1、第2滤波元件的环状电极，

在所述电路基板的安装所述压电基板的面上，设置以与所述环状电极连接的方式形成的环状导体，

所述第2接地用导体端子，与形成在所述电路基板的安装所述压电基板面上的环状导体连接，

取代所述第2贯通导体，或者与第2贯通导体一起，设置第3贯通导体，该第3贯通导体与所述环状导体连接，并到所述第3接地电极的位置为止贯通所述电路基板。

13、一种通信机器，其特征在于，

具备权利要求1中所述的声表面波装置和将该声表面波装置作为电路元件的发送电路。

14、一种通信机器，其特征在于，

具备权利要求1中所述的声表面波装置和将该声表面波装置作为电路元件的接收电路。

Images