DE112005000043T5 - Oberflächenwellenbauelement - Google Patents

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Abstract

Ein Oberflächenwellenbauelement mit folgenden Merkmalen:
einem Substrat;
einer Mehrzahl von Anschlüssen, die auf dem Substrat angeordnet sind und zumindest einen unsymmetrischen Anschluss und zwei symmetrische Anschlüsse beinhalten; und
zumindest einem Oberflächenwellenelement, das zwischen dem unsymmetrischen Anschluss und den symmetrischen Anschlüssen auf dem Substrat angeordnet ist,
wobei sich unterschiedliche Signalleitungen, die mit dem gleichen Oberflächenwellenelement verbunden sind, bei einem isolierenden Film schneiden.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Oberflächenwellenbauelement und insbesondere auf ein Oberflächenwellenbauelement, das ein Oberflächenwellenelement beinhaltet.
  • Stand der Technik
  • Bisher ist in einem Symmetrisch-Typ-SAW-Filter (SAW = akustische Oberflächenwelle), das ein Unsymmetrisch-zu-Symmetrisch-Typ-Filter einer ersten Stufe und ein Symmetrisch-zu-Symmetrisch-Typ-Filter einer zweiten Stufe, die in Kaskade geschaltet sind, aufweist, eine Struktur, in der Signalverdrahtungen zum Verbinden der symmetrischen Anschlüsse der Filter zwischen den Stufen angeordnet sind und eine Masseanschlussfläche, die mit dem anderen Anschluss eines unsymmetrischen Anschluss-IDT (Interdigitalwandler, kammförmige Elektrode) der ersten Stufe verbunden ist, zwischen den Signalverdrahtungen angeordnet ist, vorgeschlagen worden.
  • 5 ist eine Draufsicht eines Substrats, das in einem Oberflächenwellenbauelement eines verwandten Beispiels beinhaltet ist. Das Substrat 1210 ist ein LiTaO3-Einkristallsubstrat und auf dessen Hauptoberfläche 1212 ist, wie in 5 gezeigt ist, ein Metallfilm mit einer festen Struktur gebildet. Das bedeutet, dass ein Symmetrisch-Typ-SAW-Filter, in dem ein Longitudinalkopplungsresonator-Typ-Oberflächenwellenfilter 1210 der ersten Stufe und ein Longitudinalkopplungsresonator-Typ-Oberflächenwellen filter 1230 der zweiten Stufe in Kaskade geschaltet sind, eine Anschlussfläche 1251 als ein unsymmetrischer Anschluss verwendet wird und Anschlussflächen 1252 und 1253 als symmetrische Anschlüsse verwendet werden, gebildet wird. In einem Bereich, der durch die Filter 1220 und 1230 und Verdrahtungen 1241 und 1242 für ein Kaskadenverschalten der Filter 1220 und 1230 umschlossen ist, ist eine Masseanschlussfläche 1256, die mit einem IDT 1223 verbunden ist, der den unsymmetrischen Anschluss 1251 umfasst, angeordnet (siehe z. B. Patentdokument 1).
  • Ferner ist in den letzten Jahren die Anforderung, dass eine Symmetrisch-zu-Unsymmetrisch-Umwandlungsfunktion oder eine sogenannte Balun-Funktion vorliegt, die in einem Oberflächenwellenfilter enthalten ist, das in der HF-Stufe eines tragbaren Telefons verwendet wird, stark geworden. In letzter Zeit ist insbesondere ein Longitudinalkopplungsresonator-Typ-Oberflächenwellenfilter, das mit einer Hochfrequenzwelle umgehen kann und auch ohne weiteres mit einer Symmetrisch-zu-Unsymmetrisch-Umwandlungsfunktion umgehen kann, als ein Bandpassfilter der HF-Stufe eines tragbaren Telefons Standard geworden.
  • Das Oberflächenwellenfilter mit einer Symmetrisch-zu-Unsymmetrisch-Umwandlungsfunktion ist mit einer Mischer-IC (im Folgenden als eine Symmetrisch-Typ-Mischer-IC bezeichnet) verbunden, die einen symmetrischen oder differentiellen Eingang und Ausgang aufweist. Wenn diese Symmetrisch-Typ-Mischer-IC verwendet wird, wird die Wirkung eines Rauschens reduziert und die Ausgabe kann stabilisiert werden und so wurde das Oberflächenwellenfilter in den letzten Jahren oft für eine Verbesserung von Charakteristika tragbarer Telefone eingesetzt.
  • In Bezug auf ein derartiges Oberflächenwellenfilter, in dem eine Symmetrisch-zu-Unsymmetrisch-Umwandlungsfunktion beinhaltet ist, können verschiedene Strukturen betrachtet werden und viele derselben wurden bereits vorgeschlagen.
  • Diese besitzen gemäß jeder Struktur Vorteile und Nachteile und werden entsprechend gemäß den beabsichtigten Verwendungen und Anforderungen des Benutzers verwendet. Eine von diesen ist z. B. eine Struktur, bei der symmetrische Anschlüsse mit beiden Anschlüssen eines IDT verbunden sind.
  • In 6 z. B. ist ein Elementchip 30 eines derartigen Oberflächenwellenfilters schematisch gezeigt. Das Oberflächenwellenfilter ist hergestellt, um eine Symmetrisch-zu-Unsymmetrisch-Umwandlungsfunktion aufzuweisen, in einer derartigen Weise, dass beide Enden des mittleren IDT 1 eines Longitudinalkopplungsresonator-Typ-Oberflächenwellenfilterelements 6, das drei IDTs 1, 2 und 3 und zwei Reflektoren 4 und 5 beinhaltet, mit symmetrischen Signalanschlüssen 11 bzw. 12 verbunden sind, und dass ein Ende jedes des linken und rechten IDT 2 und 3 mit einem unsymmetrischen Signalanschluss 13 durch einen IDT 7 eines Oberflächenwellenresonators 10 verbunden ist, bei dem Reflektoren 8 und 9 auf beiden Seiten des IDT 7 angeordnet sind. In dem Oberflächenwellenfilter sind die anderen Enden der IDTs 2 und 3 mit einem Masseanschluss verbunden.
  • Der Elementchip 30 ist in einem Gehäuse gehäust, das in einen oberen Abschnitt und einen unteren Abschnitt in dem Unterteilabschnitt unterteilt sein kann. 7 zeigt die obere Oberfläche des oberen Abschnitts 33 des Gehäuseunterteilabschnitts 31, in dem der Elementchip 30 befestigt ist, 8 zeigt die obere Oberfläche des unteren Abschnitts 36 des Gehäuseunterteilabschnitts 31 und 9 zeigt die untere Oberfläche (Unterteiloberfläche des Gehäuses) des unteren Abschnitts 36 des Gehäuseunterteilabschnitts 31.
  • Wie in 7 gezeigt ist, liegen Verdrahtungsstrukturen (Anschlussbereiche) 42 – 45 in dem Formbefestigungsabschnitt 41 des oberen Abschnitts 33 des Gehäuseunterteilabschnitts 31 frei und sind mit den Anschlüssen (Anschlussflächen) des Elementchips 30 durch einen Höcker bzw. Bump 39, der in den 6 und 7 durch einen weißen Kreis ge zeigt ist, höckermäßig verbunden. In 7 laufen Durchgangslöcher 46 und 47, die durch schwarze Kreise gezeigt sind, durch den oberen Abschnitt 33 des Gehäuseunterteilabschnitts 31 und die Verdrahtungsstrukturen 45 und 44 und Verdrahtungsstrukturen 61 und 63 des unteren Abschnitts 36, der in 8 gezeigt ist, sind verbunden. Unter externen Anschlüssen, die in 9 gezeigt sind, ist der rechte mittlere externe Anschluss 56 ein unsymmetrischer Signalanschluss, der linke obere und untere externe Anschluss 52 und 53 sind symmetrische Signalanschlüsse und die anderen externen Anschlüsse 54 und 55 sind Masseanschlüsse. Der externe Anschluss 56 als ein unsymmetrischer Signalanschluss ist durch eine Kronierung 48 mit der unsymmetrischen Signalverdrahtungsstruktur 42 verbunden. Die externen Anschlüsse 52 und 53 als symmetrische Signalanschlüsse sind durch Kronierungen 49 und 50 mit den symmetrischen Signalverdrahtungsstrukturen 43 und 44 verbunden.
  • Schließlich ist entsprechend der Anordnung des ersten und des zweiten symmetrischen Signalanschlusses (Anschlussflächen) 11 und 12 auf dem in 6 gezeigten Elementchip 30, wie in 7 gezeigt ist, in dem Flip-Chip-Befestigungsgehäuse des Elementchips 30 die erste symmetrische Signalanschlussverdrahtungsstruktur (Anschlussfläche) 43 in der Mitte einer Seite des Gehäuses gebildet und die zweite symmetrische Signalanschlussverdrahtungsstruktur (Anschlussbereich) 44 ist in dem Eckabschnitt nahe an der ersten symmetrischen Signalanschlussverdrahtungsstruktur (Anschlussbereich) 43 gebildet. In dem Elementchip 30 werden eine Signalleitung 1a zum Verbinden eines Endes des IDT 1 und eines ersten symmetrischen Signalanschlusses 11 und eine Signalleitung 1b zum Verbinden des anderen Endes des symmetrischen IDT 1 und eines zweiten symmetrischen Signalanschlusses 12 unsymmetrisch und wenn dieselben so, wie sie sind, unverändert bleiben, verschlechtert sich die Symmetrierung. Dann sind, wie in 9 gezeigt ist, die externen Anschlüsse 52 und 53 als der erste und der zweite symmetrische Signalanschluss so angeordnet, um symmetrisch um die Mittelachse des Gehäuses zu sein, und die Symmetrierung wird durch ein Verändern der Pfaddifferenz in dem Gehäuse zwischen einer Signalleitung, die mit dem externen Anschluss 52 als dem ersten symmetrischen Signalanschluss verbunden ist, und einer Signalleitung, die mit dem externen Anschluss 53 als dem zweiten symmetrischen Signalanschluss verbunden ist, eingestellt (z. B. Patentdokument 2).
  • Das Oberflächenwellenfiltergehäuse in den 6 – 9 kann auch zum Befestigen eines Elementchips 60 verwendet werden, der eine Struktur mit zwei Longitudinalkopplungsresonator-Typ-Oberflächenwellenfilterelementen 66 und 68 mit drei IDTs 66a, 66b und 66c bzw. 68a, 68b und 68c und zwei Reflektoren 66s und 66t bzw. 68s und 68t, wie in 22 gezeigt ist, aufweist. Dies bedeutet, dass der in 1 gezeigte Elementchip 30 und der in 22 gezeigte Elementchip 60 die gleichen externen Abmessungen und die gleiche Anschluss- (Anschlussflächen-) Konfiguration aufweisen.
  • Im Patentdokument 3 ist ein Float-Symmetrisch-Typ-Oberflächenwellenfilter offenbart, bei dem die Symmetrierung auf eine derartige Weise verbessert wird, dass zwei Anschlüsse, die sich auf beiden Seiten in der Richtung senkrecht zu der Ausbreitungsrichtung einer akustischen Oberflächenwelle des mittleren IDT eines Longitudinalkopplungsresonator-Typ-Oberflächenwellenfilterelements erstrecken, mit symmetrischen Signalanschlüssen verbunden sind, dass IDTs auf beiden Seiten mit unsymmetrischen Signalanschlüssen durch ein Verwenden zweier unsymmetrischer Signalleitungen verbunden sind, und dass eine symmetrische Signalleitung und eine unsymmetrische Signalleitung sich in drei Dimensionen bei einem Isolierfilm schneiden.
    Patentdokument 1: japanische ungeprüfte Patentanmeldung Veröffentlichungsnummer 2002-300004
    Patentdokument 2: japanische ungeprüfte Patentanmeldung Veröffentlichungsnummer 2002-271168
    Patentdokument 3: japanische ungeprüfte Patentanmeldung Veröffentlichungsnummer 2002-204243
  • Wie in dem verwandten Beispiel in 5 gibt es, wenn zwei Elemente in Kaskade geschaltet sind und eine Masseanschlussfläche zwischen Stufen angeordnet ist, da eine Streukapazität zwischen der Verdrahtung für die Kaskadenverschaltung und der Masseanschlussfläche groß ist, dahingehend ein Problem, dass der Einfügungsverlust in dem Durchlassband groß ist.
  • Unter Betrachtung derartiger Faktoren besteht eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Oberflächenwellenbauelement bereitzustellen, bei dem zwei Elemente in Kaskade geschaltet sind, bei dem ein Einfügungsverlust in dem Durchlassband reduziert werden kann.
  • Ferner wird in einem Oberflächenwellenfilter mit einer Struktur, die eine Symmetrisch-zu-Unsymmetrisch-Umwandlungsfunktion aufweist, die durch ein Verbinden symmetrischer Signalanschlüsse mit den Anschlüssen auf beiden Seiten eines IDT durch ein Verfahren, das im Patentdokument 2 offenbart ist, beinhaltet ist, das Gehäuse, da die Struktur des Gehäuses kompliziert und spezifisch ist, auf die Elementstruktur beschränkt. Entsprechend können z. B. ein Oberflächenwellenfilter 70, das die in 10 gezeigte Struktur aufweist, bei der zwei Longitudinalkopplungsresonator-Typ-Filterelemente 71 und 72, die drei IDTs 71a, 71b und 71c und 72a, 72b und 72c und zwei Reflektoren 71s und 71t und 72s und 72t aufweisen, in Kaskade geschaltet sind, ein Ende des mittleren IDT 71a eines Longitudinalkopplungsresonator-Typ-Filterelements 71 mit einem unsymmetrischen Anschluss 73 verbunden ist, und ein Ende (eine Sammelschiene) des mittleren IDT 72a des anderen Longitudinalkopplungsresonator-Typ-Filterelements 72 in zwei unterteilt ist und die zwei mit symmetrischen Signalanschlüssen 74 und 75 verbunden sind, ein Oberflächenwellenfilter 80, das die in 11 gezeigte Struktur aufweist, bei der in Bezug auf zwei Sätze von Oberflächenwellenfilterelementen 81, 82, 83 und 84, die drei IDTs 81a, 81b und 81c; 82a, 82b und 82c; 83a, 83b und 83c und 84a, 84b und 84c und zwei Reflektoren 81s und 81t; 82s und 82t; 83s und 83t und 84s und 84t aufweisen, die in Kaskade geschaltet sind, ein Ende jedes der mittleren IDTs 81a und 83a eines Oberflächenwellenfilterelements 81 und 83 mit symmetrischen Anschlüssen 85 und 86 verbunden ist und ein Ende jedes der anderen Oberflächenwellenfilterelemente der Sätze mit einem unsymmetrischen Anschluss 87 verbunden ist, und weitere Oberflächenwellenfilter nicht das Gehäuse gemeinsam mit einem Oberflächenwellenfilter verwenden, das eine Symmetrisch-zu-Unsymmetrisch-Umwandlungsfunktion mit einer weiteren Struktur aufweist, die sich in Bezug auf die Weise, wie die Oberflächenwellenelemente gekoppelt sind, unterscheidet.
  • Ferner wird, da die Signalleitungen innerhalb des Gehäuses unsymmetrisch werden, die Beeinflussung einer parasitären Kapazität usw. zwischen symmetrischen Signalanschlüssen unterschiedlich und als ein Ergebnis besteht dahingehend ein Problem, dass sich die Symmetrierung zwischen symmetrischen Signalanschlüssen verschlechtert.
  • In einem Oberflächenwellenfilter im Patentdokument 3 wird ein Schnittpunkt durch ein Bilden einer symmetrischen Signalleitung auf einem piezoelektrischen Substrat und ein Bilden einer unsymmetrischen Signalleitung auf einem isolierenden Film, der auf der symmetrischen Signalleitung gebildet ist, durchgeführt. Entsprechend nimmt die Differenz zwischen der parasitären Kapazität und der Brückenkapazität, die in die beiden symmetrischen Signalanschlüsse gelangt, zu und die Symmetrierung kann nicht vollständig verbessert werden.
  • Unter Berücksichtigung derartiger Faktoren besteht eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Oberflächenwellenfilter bereitzustellen, das ohne weiteres ein Gehäuse gemeinschaftlich mit einem Oberflächenwellenfilter einer anderen Struktur verwenden kann, und bei dem die Symmetrierung zwischen symmetrischen Signalanschlüssen verbessert ist.
  • Dies bedeutet, dass die vorliegende Erfindung ein Oberflächenwellenbauelement schaffen soll, bei dem Charakteristika verbessert werden können.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung stellt ein Oberflächenwellenbauelement bereit, das die folgende Struktur aufweist.
  • Ein Oberflächenwellenbauelement weist ein Substrat; eine Mehrzahl von Anschlüssen, die auf dem Substrat angeordnet sind und zumindest einen unsymmetrischen Anschluss und zwei symmetrische Anschlüsse beinhalten; und zumindest ein Oberflächenwellenelement, das zwischen dem unsymmetrischen Anschluss und den symmetrischen Anschlüssen auf dem Substrat angeordnet ist, auf. In dem Oberflächenwellenbauelement schneiden sich unterschiedliche Signalleitungen, die mit dem gleichen Oberflächenwellenelement verbunden sind, bei einem isolierenden Film.
  • Bei der obigen Struktur könnte das Substrat ein piezoelektrisches Substrat sein, bei dem das gesamte Substrat aus einem piezoelektrischen Material oder einem piezoelektrischen Substrat hergestellt ist, bei dem ein Dünnfilm aus einem piezoelektrischen Material (piezoelektrischer Dünnfilm) auf dem Hauptkörper eines Substrats gebildet ist, das aus einem nichtpiezoelektrischen Material hergestellt ist. In dem letzteren Fall ist zumindest ein piezoelektrischer Dünnfilm in dem Abschnitt eines Oberflächenwellenelements gebildet. Ein symmetrisches Signal wird in einen symmetrischen Anschluss eingegeben oder aus demselben ausgegeben und ein unsymmetrisches Signal wird in einen unsymmetrischen Anschluss eingegeben oder aus demselben ausgegeben.
  • Wie bei der obigen Struktur können, wenn sich unterschiedliche Signalleitungen, die mit den Oberflächenwellenelementen verbunden sind, bei einem isolierenden Film schneiden, die Signalleitungen kürzer sein als in dem Fall, in dem die Signalleitungen eingestellt sind, um sich nicht zu schneiden, und die Beschränkungen einer Einstellung der Signalleitungen können gelockert werden.
  • Auf diese Weise kann z. B., wenn ein Symmetrisch-Typ-Oberflächenwellenfilter durch ein Verbinden zweier Oberflächenwellenelemente unter Verwendung von Signalleitungen aufgebaut ist, der Einfügungsverlust auf eine derartige Weise reduziert werden, dass die Signalleitungen, die Verbindungen zwischen den Oberflächenwellenelementen herstellen, verkürzt sind, indem der Raum zwischen den beiden Oberflächenwellenelementen verschmälert wird, ohne Anschlussflächen zwischen den Oberflächenwellenelementen zu beinhalten.
  • Ferner wird es in Bezug auf die Signalleitungen, die Verbindungen zwischen den Oberflächenwellenelementen herstellen, und den Signalleitungen, die Verbindungen zwischen den Oberflächenwellenelementen und den Anschlüssen herstellen, da die Beschränkungen eines Einstellens der Leitungen gelockert sind, einfach, dass das Gehäuse zur gemeinsamen Verwendung dient.
  • Vorzugsweise ist der isolierende Film ein Polyimid-Harz.
  • Da die relative Dielektrizitätskonstante des Polyimid-Harzes im Vergleich zu der relativen Dielektrizitätskonstante des piezoelektrischen Substrats ausreichend klein ist, kann eine Streukapazität reduziert werden.
  • Als ein bevorzugter erster Modus sind zumindest zwei der Oberflächenwellenelemente beinhaltet. Eines der beiden Oberflächenwellenelemente (hierin als erstes Element bezeichnet) ist mit dem unsymmetrischen Anschluss und einem Masseanschluss (im Folgenden als Masseanschlussfläche bezeichnet) zum Erden mit den unterschiedlichen Signalleitungen verbunden. Zumindest zwei Signalleitungen (im Folgenden als eine Signalverdrahtung bezeichnet) zum Verbinden des anderen der beiden Oberflächenwellenelemente (im Folgenden als ein zweites Element bezeichnet) und des ersten Elements sind gebildet. Zumindest eine der Signalverdrahtung und der Signalleitung (im Folgenden als eine Masseverdrahtung bezeichnet) zum Verbinden der Masseanschlussfläche und des ersten Elements schneidet den isolierenden Film. Die Masseanschlussfläche ist außerhalb eines Bereichs angeordnet, der durch das erste Element, das zweite Element und die Signalverdrahtungen umschlossen ist.
  • In der verwandten Vorrichtung ist die Masseanschlussfläche innerhalb eines Bereichs gebildet, der durch das erste Element, das zweite Element und die Signalverdrahtungen umschlossen ist, und der Einfügungsverlust in dem Durchlassband nimmt zu. Gemäß dem obigen Aufbau wird jedoch die Streukapazität zwischen der Masseanschlussfläche und den Signalleitungen reduziert und als ein Ergebnis kann der Einfügungsverlust in dem Durchlassband auf eine derartige Weise reduziert werden, dass die Masseanschlussfläche außerhalb eines Bereichs gebildet ist, der durch das erste Element, das zweite Element und die Signalverdrahtungen umschlossen ist.
  • Vorzugsweise beinhaltet das erste Element drei IDTs, die so angeordnet sind, um die gleiche Ausbreitungsrichtung einer akustischen Oberflächenwelle aufzuweisen, und der unsymmetrische Anschluss und die Masseanschlussfläche sind mit dem mittleren IDT verbunden. Das zweite Element beinhaltet drei IDTs, die so angeordnet sind, um die gleiche Ausbreitungsrichtung einer akustischen Oberflächenwelle aufzuweisen, und zwei symmetrische Anschlüsse sind mit dem mittleren IDT verbunden. Die IDTs auf beiden Seiten des ersten Elements und die IDTs auf beiden Seiten des zweiten Elements sind durch die Signalverdrahtungen verbunden.
  • Gemäß der obigen Struktur kann der Einfügungsverlust in dem Durchlassband eines Symmetrisch-Typ-SAW-Filters, bei dem die Longitudinalkopplungsresonator-Typ-SAW-Filterelemente (erstes Element und zweites Element) in Kaskade geschaltet sind, reduziert werden.
  • Vorzugsweise sind zwei Sätze des ersten Elements, der Signalverdrahtungen und des zweiten Elements auf dem Substrat gebildet. Das erste Element jedes Satzes beinhaltet drei IDTs, die so angeordnet sind, um die gleiche Ausbreitungsrichtung einer akustischen Oberflächenwelle aufzuweisen, und der unsymmetrische Anschluss und die Masseanschlussfläche sind mit dem mittleren IDT verbunden. Das zweite Element jedes Satzes beinhaltet einen IDT, der mit einem der symmetrischen Anschlüsse verbunden ist, der sich von denjenigen in den anderen Sätzen unterscheidet. In jedem Satz verbinden die beiden Signalverdrahtungen die IDTs auf beiden Seiten des ersten Elements und den IDT des zweiten Elements. Die ersten Elemente der beiden Sätze sind in entgegengesetzter Phase zueinander.
  • Gemäß der obigen Struktur sind das Longitudinalkopplungsresonator-Typ-SAW-Filter (erstes Element), das mit einer symmetrischen Anschlussfläche verbunden ist, und der Ein-Port-SAW-Resonator (zweites Element) in Serie geschaltet, zwei Sätze derselben sind parallel geschaltet, das Longitudinalkopplungsresonator-Typ-SAW-Filter (erstes Element) ist hergestellt, um in entgegengesetzter Phase zu sein, und der Ein-Port-SAW-Resonator (zweites Element) wird als eine Falle verwendet. So kann in einem Symmetrisch-Typ-SAW-Filter, das verbesserte Filtercharakteristika aufweist, der Einfügungsverlust in dem Durchlassband reduziert werden.
  • Vorzugsweise beinhaltet die Masseverdrahtung eine erste Schicht, die unter Ausschluss des isolierenden Films und dessen Umgebung gebildet ist, und eine zweite Schicht, die unter Beinhaltung des isolierenden Films und dessen Umgebung gebildet ist.
  • Gemäß der oben beschriebenen Struktur wird in Bezug auf die Masseverdrahtung, da zwei Schichten um den isolierenden Film herum aufeinander gelegt sind, die Masserestimpedanz gesenkt und die Dämpfung außerhalb des Bandes wird verbessert. Ferner kann die Signalverdrahtung unter Verwendung von nur einer Schicht gebildet werden; da zwei Schichten um den isolierenden Film herum nicht aufeinander gelegt werden müssen, kann die Signalverdrahtung verkürzt werden; und die Größe kann durch ein Verkürzen der Entfernung zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element reduziert werden.
  • Als ein vorzuziehender zweiter Modus sind zumindest zwei Oberflächenwellenelemente, die miteinander verbunden sind, beinhaltet. Eines der beiden Oberflächenwellenelemente (im Folgenden als ein erstes Oberflächenwellenelement bezeichnet) ist ein Longitudinalkopplungsresonator-Typ-Oberflächenwellenelement, das drei IDTs aufweist, die entlang der Ausbreitungsrichtung einer akustischen Oberflächenwelle angeordnet sind, und der mittlere IDT von den drei IDTs ist mit den zwei symmetrischen Signalanschlüssen durch die beiden Signalleitungen (im Folgenden als erste und zweite Signalleitung bezeichnet) verbunden. Die beiden symmetrischen Signalanschlüsse sind auf beiden Seiten der Mittelachse des Substrats im Wesentlichen parallel zu der Richtung, in der die beiden Oberflächenwellenelemente angeordnet sind, angeordnet. Zumindest eine der ersten und der zweiten Signalleitung ist auf dem isolierenden Film, der auf dem Substrat gebildet ist, angeordnet.
  • In der oben beschriebenen Struktur wird, wenn zumindest eine der ersten und der zweiten Signalleitung und die Signalleitung, die eine Verbindung zwischen den Oberflä chenwellenelementen herstellt, sich schneiden, in diesem Schnittabschnitt ein dreidimensionaler Schnittpunkt durch einen isolierenden Film durchgeführt.
  • Gemäß der oben beschriebenen Struktur kann das Gehäuse durch ein Anordnen der symmetrischen Signalanschlüsse an den gleichen Orten wie in einem Oberflächenwellenfilter einer weiteren Struktur, die sich in der Bedingung zum Koppeln des Oberflächenwellenelements unterscheidet, gemeinschaftlich verwendet werden. Ferner wird in Bezug auf die parasitäre Kapazität und die Brückenkapazität, die in jeden der beiden symmetrischen Signalanschlüsse gelangt, die Differenz zwischen denselben dadurch reduziert, dass die Signalleitungen, die mit den symmetrischen Signalanschlüssen verbunden sind, auf einem isolierenden Film angeordnet werden, und so kann die Symmetrierung verbessert werden.
  • Vorzugsweise sind die beiden symmetrischen Signalanschlüsse so angeordnet, um im Wesentlichen symmetrisch um die Mittelachse des Substrats zu sein.
  • Gemäß der oben beschriebenen Struktur ist, da die symmetrischen Signalanschlüsse im Wesentlichen an dem gleichen Ort wie in einem Oberflächenwellenfilter einer weiteren Struktur angeordnet sind, bei der die symmetrischen Signalanschlüsse symmetrisch angeordnet sind, dies hervorragend bei einer gemeinsamen Verwendung des Gehäuses.
  • Vorzugsweise ist das zweite Oberflächenwellenelement in der Ausbreitungsrichtung einer akustischen Oberflächenwelle angeordnet und ist ein Longitudinalkopplungsresonator-Typ-Oberflächenwellenfilterelement, das drei IDTs aufweist, die in Kaskade mit dem ersten Oberflächenwellenelement geschaltet sind.
  • Gemäß der oben beschriebenen Struktur kann die Dämpfung außerhalb des Durchlassbandes erhöht werden.
  • Vorzugsweise ist das zweite Oberflächenwellenelement eines oder eine Mehrzahl von Oberflächenwellenresonatorelementen, die miteinander verbunden sind.
  • Gemäß der oben beschriebenen Struktur kann die Dämpfung außerhalb des Durchlassbandes erhöht werden.
  • Als ein vorzuziehender dritter Modus ist das Oberflächenwellenelement ein Longitudinalkopplungsresonator-Typ-Oberflächenwellenfilterelement, das drei IDTs beinhaltet, die entlang der Ausbreitungsrichtung einer akustischen Oberflächenwelle angeordnet sind, und der mittlere IDT von den drei IDTs ist mit den beiden symmetrischen Anschlüssen durch die Signalleitungen (im Folgenden als erste und zweite Signalleitung bezeichnet) verbunden. Die beiden symmetrischen Signalanschlüsse sind auf beiden Seiten der Mittelachse des Substrats im Wesentlichen senkrecht zu der Ausbreitungsrichtung einer akustischen Oberflächenwelle angeordnet. Zumindest eine der ersten und der zweiten Signalleitung ist auf dem isolierenden Film, der auf dem Substrat gebildet ist, angeordnet.
  • Bei der oben beschriebenen Struktur wird, wenn zumindest eine der ersten und der zweiten Signalleitung die Signalleitung und die Verbindungsleitung schneidet, die eine Verbindung zwischen dem IDT und den Anschlüssen unter Ausschluss der symmetrischen Anschlüsse herstellt, in diesem Schnittabschnitt ein dreidimensionaler Schnittpunkt durch einen isolierenden Film durchgeführt.
  • Gemäß der oben beschriebenen Struktur kann das Gehäuse durch ein Anordnen der symmetrischen Signalanschlüsse an den gleichen Orten wie in einem Oberflächenwellenfilter einer weiteren Struktur, die sich in dem Modus zum Koppeln der Oberflächenwellenelemente unterscheidet, gemeinschaftlich verwendet werden. Ferner wird in Bezug auf die parasitäre Kapazität und eine Brückenkapazität, die in jedes der beiden symmetrischen Signalanschlüsse gelangt, die Diffe renz zwischen denselben durch ein Anordnen der Signalleitungen, die mit den symmetrischen Signalanschlüssen verbunden sind, auf dem isolierenden Film reduziert und so kann die Symmetrierung verbessert werden.
  • Bei einem Oberflächenwellenbauelement der vorliegenden Erfindung können die Charakteristika verbessert werden. In dem Fall des oben beschriebenen ersten Modus z. B. kann der Einfügungsverlust in dem Durchlassband reduziert werden. Ferner wird in dem Fall des zweiten und des dritten Modus die Differenz einer parasitären Kapazität, die in jeden symmetrischen Signalanschluss gelangt, mehr reduziert als in der Struktur, die in dem Patentdokument 2 beschrieben ist, und die Symmetrierung zwischen den symmetrischen Signalanschlüssen wird verbessert. Ferner wird es möglich, das Gehäuse gemeinschaftlich mit einem Oberflächenwellenfilter, das eine Symmetrisch-zu-Unsymmetrisch-Umwandlungsfunktion einer weiteren Struktur aufweist, wie in 10, 11 usw. gezeigt ist, zu verwenden, und entsprechend ist es nicht mehr nötig, ein Gehäuse für eine ausschließliche Verwendung herzustellen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine Draufsicht eines Symmetrisch-Typ-SAW-Filters (Ausführungsbeispiel 1).
  • 2 ist eine Schnittansicht an einer Linie II-II aus 1 (Ausführungsbeispiel 1).
  • 3 ist eine Draufsicht eines Symmetrisch-Typ-SAW-Filters (Ausführungsbeispiel 2).
  • 4 ist eine Schnittansicht an einer Linie IV-IV aus 3 (Ausführungsbeispiel 2).
  • 5 ist eine Draufsicht eines Symmetrisch-Typ-SAW-Filters (verwandtes Beispiel).
  • 6 zeigt die Struktur eines piezoelektrischen Substrats (verwandtes Beispiel 2).
  • 7 ist eine Draufsicht des oberen Abschnitts eines Gehäuses (verwandtes Beispiel 2).
  • 8 ist eine Draufsicht des unteren Abschnitts eines Gehäuses (verwandtes Beispiel 2).
  • 9 zeigt die Unterteiloberfläche eines Gehäuses (verwandtes Beispiel 2).
  • 10 zeigt die Struktur eines Oberflächenwellenfilters (Referenzbeispiel 1).
  • 11 zeigt die Struktur eines Oberflächenwellenfilters (Referenzbeispiel 2).
  • 12 zeigt die Struktur eines Oberflächenwellenfilters (Referenzbeispiel 3).
  • 13 ist eine Draufsicht eines piezoelektrischen Substrats (Ausführungsbeispiel 3).
  • 14 ist ein Diagramm, das Charakteristika eines Oberflächenwellenfilters zeigt (Ausführungsbeispiel 3).
  • 15 ist eine Draufsicht eines piezoelektrischen Substrats (Vergleichsbeispiel).
  • 16 ist eine Draufsicht eines piezoelektrischen Substrats (Ausführungsbeispiel 4).
  • 17 ist eine Draufsicht eines piezoelektrischen Substrats (Ausführungsbeispiel 5).
  • 18 ist eine Draufsicht eines piezoelektrischen Substrats (Referenzbeispiel 1).
  • 19 ist eine Draufsicht eines piezoelektrischen Substrats (Referenzbeispiel 2).
  • 20 ist eine Unterteilansicht eines Gehäuses (Ausführungsbeispiel 3).
  • 21 ist eine Draufsicht eines piezoelektrischen Substrats (Ausführungsbeispiel 6).
  • 22 ist eine Draufsicht eines piezoelektrischen Substrats (verwandtes Beispiel 2).
  • 23 ist eine Draufsicht eines piezoelektrischen Substrats (Ausführungsbeispiel 7).
    • 100
    piezoelektrisches Substrat
    101
    Oberflächenwellenfilterelement (zweites
    Oberflächenwellenelement)
    102
    Oberflächenwellenfilterelement (erstes
    Oberflächenwellenelement)
    103, 104 und 105
    IDTs
    108, 109 und 110
    IDTs
    118 und 119
    symmetrische Signalanschlüsse
    123 und 124
    Signalleitungen
    150
    Oberflächenwellenresonatorelement
    (zweites Oberflächenwellenelement)
    250, 251 und 252
    isolierende Filme
    500
    piezoelektrisches Substrat
    502
    Oberflächenwellenfilterelement (Ober
    flächenwellenelement)
    508, 509 und 510
    IDTs
    518 und 519
    symmetrische Signalanschlüsse
    523 und 524
    Signalleitungen
    650 und 652
    isolierende Filme
    1010
    Substrat
    1014 und 1016
    isolierende Filme
    1020
    Filter (erstes Element)
    1022, 1023, 1024
    IDTs
    1030
    Filter (zweites Element)
    1032, 1033, 1034
    IDTs
    1041 und 1042
    Verdrahtungen (Signalverdrahtungen)
    1048
    Verdrahtung (Masseverdrahtung)
    1048a, 1048b und 1048c
    erstes Schichten
    1048s
    zweite Schicht
    1051
    Anschlussfläche (unsymmetrischer An
    schluss)
    1052 und 1053
    Anschlussflächen (symmetrische An
    schlüsse)
    1054 und 1055
    Masseanschlussflächen
    1100
    Substrat
    1106 und 1107
    isolierende Filme
    1110
    Filter (erstes Element)
    1114, 1116, 1118
    IDTs
    1120
    Filter (erstes Element)
    1124, 1126, 1128
    IDTs
    1130
    Falle (zweites Element)
    1134
    IDT
    1140
    Falle (zweites Element)
    1144
    IDT
    1153
    Verdrahtung (Masseverdrahtung)
    1153a
    erste Schicht
    1153s
    zweite Schicht
    1154
    Verdrahtung (Masseverdrahtung)
    1154a
    erste Schicht
    1154s
    zweite Schicht
    1155, 1156, 1157 und 1158
    Verdrahtungen (Signalverdrahtungen)
    1172
    Masseanschlussfläche (Masseanschluss)
    1173
    Anschlussfläche (unsymmetrischer An
    schluss)
    1174 und 1175
    Anschlussflächen (symmetrische An
    schlüsse)
  • Bester Modus zur Ausführung der Erfindung
  • Im Folgenden sind die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung Bezug nehmend auf die 1 – 23 beschrieben.
  • Zuerst sind die Ausführungsbeispiele 1 und 2 Bezug nehmend auf die 1 – 4 beschrieben.
  • AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 1
  • Ein Oberflächenwellenbauelement eines Ausführungsbeispiels 1 ist Bezug nehmend auf die 1 und 2 beschrieben. 1 ist eine Draufsicht eines Substrats 1010, das in dem Oberflächenwellenbauelement des Ausführungsbeispiels 1 beinhaltet ist, und 2 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie II-II aus 1.
  • Das Oberflächenwellenbauelement des Ausführungsbeispiels 1 ist ein EGSM-Empfangsbandfilter. Die Eingangsimpedanz beträgt z. B. 50 Ω, die Ausgangsimpedanz beträgt 150 Ω, das Durchlassfrequenzband beträgt 925 – 960 MHz und die Mittenfrequenz beträgt 942,5 MHz.
  • Das Substrat 1010 ist aus einem piezoelektrischen LiTaO3-Einkristallsubstrat gebildet und ein Metallfilm mit einer festen Struktur ist auf dessen Hauptoberfläche 1012 gebildet, wie in 2 gezeigt ist. Dies bedeutet, dass ein Symmetrisch-Typ-SAW-Filter gebildet wird, bei dem ein Longitudinalkopplungsresonator-Typ-Oberflächenwellenfilter 1020 (im Folgenden als ein Filter 1020 bezeichnet) einer ersten Stufe und ein Longitudinalkopplungsresonator-Typ-Oberflächenwellenfilter 1030 (im Folgenden als ein Filter 1030 bezeichnet) einer zweiten Stufe in Kaskade geschaltet sind, eine Anschlussfläche 1051 ein unsymmetrischer Anschluss ist und Anschlussflächen 1052 und 1053 symmetrische Anschlüsse sind. Verdrahtungen, d. h. Signalverdrahtungen 1041 und 1042, durch die das Filter 1020 als ein erstes Element und das Filter 1030 als ein zweites Element in Kaskade geschaltet sind, schneiden eine Masseverdrahtung 1048, die mit einem IDT 1023 verbunden ist, der einen unsymmetrischen Anschluss 1051 umfasst, in drei Dimensionen. Die Masseverdrahtung 1048 zu dem unsymmetrischen Anschluss 1051 ist mit Masseanschlussflächen 1054 und 1055 verbunden, die an einem Ort außerhalb zwischen den Stufen enthalten sind. Die Masseanschlussflächen 1054 und 1055 sind Masseanschlüsse zum Erden. Die Filter 1020 und 1030 sind parallel angeordnet, so dass die Ausbreitungsrichtung der akustischen Oberflächenwellen parallel zueinander sein könnte.
  • Im Detail sind in dem Filter 1020 der ersten Stufe drei IDTs 1022, 1023 und 1024 in einer Linie mit der Ausbreitungsrichtung einer akustischen Oberflächenwelle angeordnet und zwei Reflektoren 1021 und 1025 sind auf beiden Seiten der IDTs 1022, 1023 und 1024 angeordnet. Eine Elektrodenseite des mittleren IDT 1023 ist mit der Anschlussfläche 1051 als einem unsymmetrischen Anschluss durch eine Verdrahtung 1047 verbunden. Die andere Elektrodenseite ist mit den Masseanschlussflächen 1054 und 1055 von den Verdrahtungen 1040 und 1048 durch Verdrahtungen 1043 und 1046 verbunden. Die Seiten einer Elektrode der anderen IDTs 1022 und 1024 sind außerdem mit den Masseanschlussflächen 1054 und 1055 durch Verdrahtungen 1044 und 1045 verbunden.
  • In dem Filter 1030 der zweiten Stufe sind drei IDTs 1032, 1033 und 1034 in einer Linie in der Ausbreitungsrichtung einer akustischen Oberflächenwelle angeordnet und zwei Reflektoren 1031 und 1035 sind auf beiden Seiten der IDTs 1032, 1033 und 1034 angeordnet.
  • Eine Elektrodenseite des mittleren IDT 1033 ist mit den Anschlussflächen 1052 und 1053 als symmetrischen Anschlüssen verbunden und die andere Elektrode ist zu einer floatenden bzw. schwebenden Elektrode gemacht. Die Seiten einer Elektrode der IDTs 1032 und 1034, die auf beiden Seiten des IDT 1033 angeordnet sind, sind mit den Seiten der anderen Elektrode der IDTs 1022 und 1024 des Filters der ersten Stufe verbunden. Die Seiten der anderen Elektrode der IDTs 1032 und 1034 sind mit den Masseanschlussflächen 1054 und 1055 durch Verdrahtungen 1043 und 1046 verbunden.
  • Rechteckige isolierende Filme 1014 und 1016 sind so gebildet, um Teile der Verdrahtungen 1041 und 1042 einer Signalleitung abzudecken, die die Filter 1020 und 1030 verbindet, die Verdrahtung 1048 ist auf den isolierenden Filmen 1014 und 1016 gebildet und die Verdrahtungen 1041 und 1042 und die Verdrahtung 1048 schneiden sich bei den isolierenden Filmen 1014 und 1016 in drei Dimensionen bzw. Abmessungen.
  • Bei den Messungen der isolierenden Filme 1014 und 1016 beträgt die Abmessung in der Querrichtung (in der Erstreckungsrichtung der Verdrahtung 1048) in der Zeichnung 50 μm, die Abmessung in der Longitudinalrichtung (in der Erstreckungsrichtung der Verdrahtungen 1041 und 1042) in der Zeichnung beträgt 1.040 bis 50 μm und die Dicke beträgt 2 μm. Die Breite der unteren Verdrahtungen 1041 und 1042 beträgt etwa 30 μm und die Breite der oberen Verdrahtung 1048 beträgt 20 – 30 μm, wobei die Verdrahtungen sich in drei Dimensionen schneiden. Der Raum zwischen den Filtern 1020 und 1030 beträgt 60 – 70 μm. Die Abmessungen der Masseanschlussflächen 1054 und 1055 betragen 100 μm × 100 μm. In dem verwandten Beispiel, bei dem die Masseanschlussflächen mit den gleichen Abmessungen zwischen den beiden in Kaskade geschalteten Longitudinalkopplungsresona tor-Typ-Oberflächenwellenfiltern enthalten sind, ist, da die Entfernung zwischen den Filtern etwa 200 μm beträgt, bei dem Ausführungsbeispiel 1 die Entfernung zwischen den Filterelementen so verkürzt, um etwa ein Drittel oder weniger als in dem verwandten Beispiel zu sein. Ein photoempfindliches Harz (Polyimid, relative Dielektrizitätskonstante: etwa 2) wird z. B. für die isolierenden Filme 1014 und 1016 verwendet.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel 1 ist, wenn die Verdrahtung 1048 (auch als Masseverdrahtung 1048 bezeichnet) für die Verbindung zu den Masseanschlussflächen 1054 und 1055 und die Verdrahtungen 1041 und 1042 (auch als Signalverdrahtungen 1041 und 1042 bezeichnet) für die Verbindung zwischen den Filtern 1020 und 1030 sich schneiden, der Schnittbereich von oben gesehen ausreichend klein, die relative Dielektrizitätskonstante der isolierenden Filme 1014 und 1016 ist im Vergleich zu der relativen Dielektrizitätskonstante des LiTaO3-Substrats 10, die etwa 50 beträgt, ausreichend klein und die Dicke der isolierenden Filme 1014 und 1016 ist ausreichend groß. Entsprechend kann die Streukapazität im Vergleich zu der Struktur, bei der zwei Elemente in Kaskade geschaltet sind und Masseanschlussflächen zwischen Stufen angeordnet sind, wie in dem verwandten Beispiel, reduziert werden.
  • Als Nächstes ist das Herstellungsverfahren für das Substrat 1010 beschrieben.
  • Zuerst wird eine Aluminiumfilmstruktur der ersten Schicht auf der Hauptoberfläche 1012 des Substrats 1010 durch Trockenätzen oder Abheben gebildet. Die Aluminiumfilmstruktur der ersten Schicht passt im Wesentlichen mit der letztendlichen Metallstruktur der IDTs, Anschlussflächen, Verdrahtungen usw. zusammen. Wie in 2 gezeigt ist, ist jedoch in Bezug auf die Verdrahtung 1048 die Struktur der ersten Schicht nicht in dem Abschnitt gebildet, in dem die isolierenden Filme 1014 und 1016 gebildet sind, sowie in deren Umgebung, so dass die isolierenden Schichten 1014 und 1016 zwischen den ersten Schichten 1048a, 1048b und 1048c angeordnet sein könnten. Die Dicke des Aluminiumfilms der ersten Schicht wird gleich der Filmdicke der IDTs 1022 – 1024 und 1032 – 1034 gemacht und die Dicke in einem 800-MHz-Band-SAW-Filter beträgt z. B. 300 – 400 nm und die Dicke in einem 2-GHz-Band-SAW-Filter beträgt 150 – 200 nm.
  • Als Nächstes wird ein photoempfindliches Harz beschichtet und die isolierenden Filme 1014 und 1016 werden in dem Schnittabschnitt der Verdrahtungen 1041 und 1042 zwischen den Filtern 1020 und 1030 und der Masseverdrahtung 1048 durch ein Verwenden von Photolithographie gebildet.
  • Als Nächstes wird eine Resistmaske, die eine Öffnung aufweist, die der letztendlichen Metallfilmstruktur ausschließlich des freiliegenden Abschnitts der Filter 1020 und 1030 und der Verdrahtungen 1041 und 1042 entspricht, gebildet und die Aluminiumfilmstruktur der zweiten Schicht wird durch ein Verwenden eines Abhebens gebildet. Ti oder NiCr als ein Haftmittel könnte zwischen dem Aluminium der ersten Schicht und dem Substrat 1010 oder zwischen dem Aluminium der zweiten Schicht und dem Aluminium der ersten Schicht gebildet sein.
  • Auf diese Weise ist, wie in 2 gezeigt ist, die zweite Schicht 1048s der Verdrahtung 1048 auf die ersten Schichten 1048a, 1048b und 1048c gelegt und verbunden. In dem Verbindungsabschnitt zwischen der zweiten Schicht 1048s und den ersten Schichten 1048a, 1048b und 1048c muss der Verbindungsabschnitt eine feste Fläche oder eine Fläche, die größer ist als erforderlich, aufweisen, um den Verbindungswiderstand zwischen der zweiten Schicht 1048s und den ersten Schichten 1048a, 1048b und 1048c ausreichend zu reduzieren. Entsprechend ist in der Verdrahtung 1048 die überlappende Fläche zwischen den ersten Schichten 1048a, 1048b und 1048c und der zweiten Schicht 1048s zu einer Fläche von 20 μm oder mehr pro Seite gemacht.
  • Es ist erforderlich, die obere Verdrahtung (zweite Schicht) des dreidimensionalen Schnittpunkts mit der ersten Schicht, die mit den IDTs verbunden ist, an einem bestimmten Ort zu verbinden. Wenn die Signalleitung zum Verbinden der beiden Elemente auf der Oberseite des dreidimensionalen Schnittpunkts angeordnet ist, wird ein Verbindungsabschnitt zum Verbinden der ersten Schicht und der zweiten Schicht zwischen einem Element und dem dreidimensionalen Schnittpunkt und zwischen dem anderen Element und dem dreidimensionalen Schnittpunkt benötigt. Dies bedeutet, dass es nötig ist, die Entfernung zwischen den beiden Elementen zu erhöhen, um nicht nur den isolierenden Film des dreidimensionalen Schnittpunkts zu umfassen, sondern auch den Verbindungsabschnitt zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht.
  • Andererseits kann, wenn die Signalleitungen (Verdrahtungen 1041 und 1042) zum Verbinden der beiden Elemente (Filter 1020 und 1030) auf der unteren Seite des dreidimensionalen Schnittpunkts angeordnet sind, wie im Ausführungsbeispiel 1, da es nicht nötig ist, den Verbindungsabschnitt zwischen den Elementen und dem dreidimensionalen Schnittpunkt bereitzustellen, die Entfernung zwischen den beiden Elementen durch lediglich die Abmessungen des isolierenden Films des dreidimensionalen Schnittpunkts bestimmt werden.
  • Insbesondere ist bei dem Ausführungsbeispiel 1 der mittlere IDT 1033 in der zweiten Stufe unterteilt und aufgebaut, um mit einer symmetrischen Ausgabe (oder symmetrischen Eingabe) umzugehen, und keine Masseverdrahtung ist in dem mittleren IDT 1033 in der zweiten Stufe erforderlich. Entsprechend ist bezüglich der Masseverdrahtungen zwischen den Filtern 1020 und 1030 nur die Masseverdrahtung 1048 für den mittleren IDT 1023 in der ersten Stufe erforderlich.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel 1 sind die Signalverdrahtungen 1041 und 1042 zwischen den Filtern 1020 und 1030 nur in der ersten Schicht enthalten und der spezifische elektrische Widerstand der Leitungen nimmt zu. Die Entfernung zwischen den Filtern 1020 und 1030 jedoch wird verkürzt und die Verschlechterung des Einfügungsverlustes in dem Band kann verhindert werden.
  • In dem Oberflächenwellenbauelement des Ausführungsbeispiels 1 wird die Streukapazität zwischen der Signalleitung und den Masseanschlussflächen durch die Bewegung der Masseanschlussflächen 1054 und 1055 von einem Ort zwischen den Filtern 1020 und 1030 reduziert und der Einfügungsverlust in dem Durchlassband kann dadurch, dass die Zwischenstufenentfernung kleiner gemacht wird (d. h. Verkürzen der Signalverdrahtungen 1041 und 1042 zwischen den Filtern 1020 und 1030), gesenkt werden.
  • AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 2
  • Als Nächstes ist ein Oberflächenwellenbauelement eines Ausführungsbeispiels 2 der vorliegenden Erfindung Bezug nehmend auf die 3 und 4 beschrieben. 3 ist eine Draufsicht eines Substrats 1100, das in dem Oberflächenwellenbauelement des Ausführungsbeispiels 2 beinhaltet ist, und 4 ist eine Schnittansicht an einer Linie IV-IV aus 3.
  • Das Oberflächenwellenbauelement des Ausführungsbeispiels 2 ist eine Vorrichtung, bei der das Substrat 1100, das einen Metallfilm einer festen Struktur aufweist, die auf der Hauptoberfläche 1102 gebildet ist, in einem Gehäuse (nicht dargestellt) gehäust ist und durch das gleiche Verfahren wie bei dem Ausführungsbeispiel 1 hergestellt werden kann. Im Folgenden sind hauptsächlich die unterschiedlichen Punkte zu dem Ausführungsbeispiel 1 beschrieben.
  • Das Oberflächenwellenbauelement des Ausführungsbeispiels 2 ist ein DCS-Empfangsband-Oberflächenwellenfilter. Die Ein gangsimpedanz beträgt z. B. 50 Ω, die Ausgangsimpedanz beträgt 150 Ω und das Durchlassfrequenzband beträgt 1.805 – 1.880 MHz.
  • Wie in 3 gezeigt ist, sind zwei Sätze von Longitudinalkopplungsresonator-Typ-SAW-Filtern 1110 und 1120 (im Folgenden auch als Filter 1110 und 1120 bezeichnet) als erste Elemente parallel zu einer Anschlussfläche 1173 als einem unsymmetrischen Anschluss geschaltet und Anschlussflächen 1174 und 1175 werden als symmetrische Anschlüsse verwendet. Ein-Port-SAW-Resonatoren 1130 und 1140 (im Folgenden als Fallen 1130 und 1140 bezeichnet) als zweite Elemente sind in Serie zu den Filtern 1110 und 1120 geschaltet.
  • Die Zwei-Element-Kaskadenverschaltung in den Longitudinalkopplungsresonator-Typ-SAW-Filtern wie in dem Ausführungsbeispiel 1 weist den Vorteil auf, dass eine hohe Dämpfung außerhalb des Durchlassbandes realisiert werden kann, ist jedoch dahingehend von Nachteil, dass der Einfügungsverlust in dem Durchlassband ansteigt. Wie in dem Ausführungsbeispiel 2 kann eine hohe Dämpfung in der Umgebung des Durchlassbandes durch die Serienschaltung der Ein-Port-SAW-Resonatoren 1130 und 1140 mit den Longitudinalkopplungsresonator-Typ-SAW-Filtern 1110 und 1120 realisiert werden. Die Ein-Port-SAW-Resonatoren 1130 und 1140 werden als Fallen verwendet, wo eine Antiresonanzfrequenz auf der höherfrequenten Seite als das Durchlassband der Resonator-Typ-SAW-Filter 1110 und 1120 positioniert ist.
  • Im Detail sind in den Filtern 1110 und 1120 drei IDTs 1114, 1116 und 1118 bzw. 1124, 1126 und 1128 in einer Linie in der Ausbreitungsrichtung einer akustischen Oberflächenwelle angeordnet und zwei Reflektoren 1112 und 1122 sind auf beiden Seiten der IDTs angeordnet. Die einen Elektrodenseiten der mittleren IDTs 1116 und 1026 sind mit einer Anschlussfläche 1173 als einem unsymmetrischen Anschluss durch Verdrahtungen 1151 bzw. 1152 verbunden. Die anderen Elektrodenseiten sind mit einer Masseanschlussfläche 1172 als einem Masseanschluss durch Verdrahtungen 1153a und 1153 und 1154a und 1154 verbunden. Die einen Elektrodenseiten der anderen IDTs 1114 und 1118 und 1124 und 1128 sind ebenso durch Verdrahtungen 1150 und 1159 mit der Masseanschlussfläche 1172 verbunden.
  • Das Filter 1110 ist phasenmäßig entgegengesetzt zu dem Filter 1120. Ferner wird in den IDTs 1124 und 1128 eines Filters 1120 der Schnittpunkt zur Einstellung der Symmetrierung gewichtet.
  • In den Fallen 1130 und 1140 sind Reflektoren 1132 und 1142 auf beiden Seiten der IDTs 1134 und 1144 angeordnet. Die einen Elektrodenseiten der IDTs 1134 und 1144 sind mit der anderen Elektrodenseite der IDTs 1114 und 1118 und 1124 und 1128 der Filter 1110 und 1120 durch Verdrahtungen 1155 und 1156 bzw. 1157 und 1158 verbunden. Die anderen Elektrodenseiten der IDTs 1134 und 1144 sind mit Anschlussflächen 1174 und 1175 als symmetrischen Anschlüssen durch Verdrahtungen 1160 bzw. 1162 verbunden.
  • Die Verdrahtungen 1156 und 1157 von den Verdrahtungen 1155 und 1156 und 1157 und 1158, durch die die Filter 1110 und 1120 longitudinal mit den Fallen 1130 und 1140 verbunden sind, schneiden die Verdrahtungen 1153 und 1154, durch die die Masseanschlussfläche 1172, die in der Mitte angeordnet ist, mit den Filtern 1110 und 1120 verbunden ist, durch isolierende Filme 1106 und 1107 in drei Dimensionen. Ferner schneiden die Verdrahtungen 1151 und 1152 auch die Verdrahtung 1150 bei den isolierenden Filmen 1104 und 1105.
  • Wie für die Dimensionen der isolierenden Filme 1104, 1105, 1106 und 1107 beträgt das Maß in der Querrichtung (Erstreckungsrichtung der Verdrahtungen 1150, 1153 und 1154) in 3 70 μm, das Maß in der Longitudinalrichtung (Erstreckungsrichtung der Verdrahtungen 1151 und 1152 und senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der Verdrahtungen 1153 und 1154) in 3 beträgt 40 bis 50 μm und die Dicke beträgt 2 μm. Die Breite der unteren Verdrahtungen 1150, 1156 und 1157 in dem dreidimensionalen Schnittpunkt beträgt etwa 30 μm und die Breite der oberen Verdrahtungen 1151, 1152, 1153 und 1154 beträgt 20 – 30 μm. Der Raum zwischen den Filtern 1110 und 1120 und den Fallen 1130 und 1140 beträgt 60 – 70 μm. Die Dimensionen der Masseanschlussfläche 1172 betragen 100 μm × 100 μm. In dem verwandten Beispiel, bei dem die Masseanschlussfläche mit den gleichen Dimensionen zwischen dem Filter und der Falle beinhaltet ist, beträgt der Raum zwischen dem Filter und der Falle etwa 200 μm und bei dem Ausführungsbeispiel 2 kann der Raum zwischen den Filtern 1110 und 1120 und den Fallen 1130 und 1140 zu etwa einem Drittel oder weniger desjenigen in dem verwandten Beispiel gemacht werden.
  • Wie in 4 gezeigt ist, sind zweite Schichten 1153s und 1154s der Verdrahtungen 1153 und 1154 auf den isolierenden Schichten 1106 und 1107 gebildet und die zweiten Schichten 1153s und 1154s sind auf die erste Schicht 1172a der Masseanschlussfläche 1172 und Verdrahtungen 1153a und 1154a von nur der ersten Schicht auf den beiden Seiten der isolierenden Filme 1106 und 1107 gelegt. Die erste Schicht ist in einer Fläche von 20 μm oder mehr pro Seite auf die zweite Schicht gelegt und beide sind verbunden.
  • Ferner ist die zweite Schicht in den Anschlussflächen 1172, 1173, 1174 und 1175, dem Mittelabschnitt der Verdrahtung 1150 und den Verdrahtungen 1151, 1152, 1153, 1154, 1159, 1160 und 1162 gebildet.
  • In dem Ausführungsbeispiel 2 ist die dreidimensionale Verdrahtung zwischen den Filtern 1110 und 1120 und den Fallen 1130 und 1140 durchgeführt, die gleiche Wirkung wie in dem Ausführungsbeispiel 1 kann jedoch erhalten werden. Dies bedeutet, dass, da der Raum zwischen den beiden Elementen der Filter 1110 und 1120 und den Fallen 1130 und 1140 durch lediglich die Dimensionen der isolierenden Filme 1106 und 1107 für einen dreidimensionalen Schnittpunkt bestimmt werden kann, der Raum klein gemacht werden kann.
  • Da keine Masseverdrahtung in den Fallen 1130 und 1140 notwendig ist, ist nur eine Masseverdrahtung zwischen den beiden Elementen zum Erden der Filter 1110 und 1120 erforderlich. Selbst wenn die Verdrahtungen 1155 und 1156 und 1157 und 1158 zwischen den beiden Elementen durch nur die erste Schicht durchgeführt werden und der spezifische elektrische Widerstand der Leitungen zunimmt, kann, da die Entfernung zwischen den beiden Elementen verkürzt ist, die Verschlechterung des Einfügungsverlustes in dem Band verhindert werden.
  • Als Nächstes sind die Ausführungsbeispiele 3 – 7 Bezug nehmend auf die 11 – 21 und 23 beschrieben. Ferner sind in den Zeichnungen den Abschnitten der gleichen Struktur die gleichen Bezugszeichen gegeben.
  • AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 3
  • Ein Oberflächenwellenfilter eines Ausführungsbeispiels 3 ist Bezug nehmend auf die 12 – 19 und 22 beschrieben. Das Oberflächenwellenfilter des Ausführungsbeispiels 3 beinhaltet eine Symmetrisch-zu-Unsymmetrisch-Umwandlungsfunktion. Hier ist als ein Beispiel ein EGSM-Empfangsbandfilter (EGSM = erweitertes globales System für Mobilkommunikationen) beschrieben, bei dem die Impedanz eines unsymmetrischen Signalanschlusses 50 Ω beträgt und die Impedanz eines symmetrischen Signalanschlusses 100 Ω beträgt.
  • Zuerst ist die Struktur des Ausführungsbeispiels 3 Bezug nehmend auf die 12 und 13 beschrieben.
  • In dem Oberflächenwellenfilter des Ausführungsbeispiels 3 sind zwei Longitudinalkopplungsresonator-Typ-Oberflächen wellenfilterelemente (im Folgenden als Filterelemente bezeichnet) 101 und 102 auf einem piezoelektrischen Substrat 100 gebildet und in Kaskade geschaltet. Ein LiTaO3-40±5°-Y-Schnitt-X-Ausbreitung-Substrat wird in dem piezoelektrischen Substrat 100 verwendet und die Filterelemente 101 und 102 sind durch ein Verwenden von Aluminiumelektroden gebildet.
  • Wie die Basisstruktur schematisch in 12 gezeigt ist, beinhaltet ein Filterelement 101 drei IDTs 103, 104 und 105 und zwei Reflektoren 106 und 107, die entlang der Ausbreitungsrichtung einer akustischen Oberflächenwelle angeordnet sind. Die anderen IDTs 103 und 105 sind so gebildet, um den mittleren IDT 104 sandwichartig zu umschließen, und die Reflektoren 106 und 107 sind auf beiden Seiten derselben gebildet. Ein Ende des mittleren IDT 104 ist mit einem unsymmetrischen Signalanschluss 117 durch eine Signalleitung 122 verbunden.
  • In der gleichen Weise beinhaltet auch das andere Filterelement 102 drei IDTs 108, 109 und 110 und zwei Reflektoren 111 und 112, die entlang der Ausbreitungsrichtung einer akustischen Oberflächenwelle angeordnet sind. Die anderen IDTs 108 und 110 sind so gebildet, um den mittleren IDT 109 sandwichartig zu umschließen, und die Reflektoren 111 und 112 sind auf beiden Seiten derselben gebildet. Beide Enden des mittleren IDT 109 sind mit symmetrischen Signalanschlüssen 118 und 119 durch Signalleitungen 123 bzw. 124 verbunden.
  • Die beiden Filterelemente 101 und 102 sind in Kaskade geschaltet. Dies bedeutet, dass ein Ende der IDTs 103 und 105 jedes Filterelements 101 mit einem Ende der IDTs 108 und 110 jedes anderen Elements 102 durch Signalleitungen 120 bzw. 121 verbunden ist. Das andere Ende der IDTs 103 und 105 jedes Filterelements 101 und das andere Ende der IDTs 108 und 110 jedes anderen Filterelements 102 sind jeweils geerdet. Ferner gibt es, selbst wenn die anderen Enden in der gleichen Weise miteinander verbunden sind wie bei den einen Enden, anstatt einer Verbindung mit Masse, kein Betriebsproblem.
  • Die Richtung der IDTs 103, 104, 105, 108, 109 und 110 ist jeweils so eingestellt, dass die Phase eines elektrischen Signals, das auf einer Signalleitung 120 übertragen wird, die zwischen die IDTs 103 und 108 geschaltet ist, sich um etwa 180° von der Phase eines elektrischen Signals unterscheiden kann, das auf einer Signalleitung 121 übertragen wird, die zwischen die IDTs 105 und 110 geschaltet ist. So kann eine hervorragende Amplitudensymmetrierung und Phasensymmetrierung als Oberflächenwellenfilter erhalten werden.
  • In den Abschnitten, die in 12 durch die Bezugszeichen 113 – 116 gezeigt sind (im Folgenden als Elektrodenfingerabschnitte mit schmaler Teilung bzw. kleinem Abstand bezeichnet), d. h. in den Abschnitten zwischen den IDTs 103 und 104 und zwischen den IDTs 104 und 105 eines Filterelements 101 und zwischen den IDTs 108 und 109 und zwischen den IDTs 109 und 110 des anderen Filterelements 102, ist die Teilung einiger benachbarter Elektrodenfinger (Breite eines Elektrodenfingers und Raum zwischen Elektrodenfingern) kleiner gemacht als diejenige in dem anderen Abschnitt der IDTs 103, 104, 105, 108, 109 und 110. Ferner ist in 12 zur Vereinfachung die Anzahl von Elektrodenfingern so dargestellt, um kleiner als die tatsächlichen zu sein. Ein breites Bandpassfilter kann in einer derartigen Weise erhalten werden, dass die Unterbrechung an den Abschnitten, wo IDTs benachbart zueinander sind, aufs Äußerste reduziert wird, indem derartige Elektrodenfingerabschnitte mit schmaler Teilung 113 – 116 beinhaltet sind, und dass der Raum zwischen den IDTs 103, 104, 105, 108, 109 und 110 eingestellt wird.
  • 13 zeigt den tatsächlichen Entwurf auf einem piezoelektrischen Substrat 100. In 13 ist der Schräglinienabschnitt mit schmalem Raum eine Elektrodenstruktur (im Folgenden als eine erste Schichtstruktur bezeichnet), die in einem ersten Photolithographievorgang gebildet wird. Der Schräglinienabschnitt mit weitem Raum ist eine Elektrodenstruktur (im Folgenden als eine zweite Schichtstruktur bezeichnet), die in einem zweiten Photolithographievorgang gebildet wird. Die Abschnitte ohne Schräglinie 250, 251 und 252 sind ein isolierender Film, der durch ein Verwenden eines Harzes mit einer niedrigen Dielektrizitätskonstante usw. gebildet wird, bevor die zweite Schichtstruktur gebildet wurde. In 13 sind zur Kürze die erste Schichtstruktur und die zweite Schichtstruktur so dargestellt, um in Kontakt miteinander zu sein, tatsächlich jedoch ist zumindest eine der ersten Schichtstruktur und der zweiten Schichtstruktur so gebildet, um größer zu sein als die Darstellung, und zwar in der Umgebung des Orts, wo beide in Kontakt miteinander stehen und die zweite Schichtstruktur auf die erste Schichtstruktur gelegt ist, um die beiden zu verbinden.
  • Ein unsymmetrischer Anschluss 117 ist in dem oberen Mittelabschnitt des piezoelektrischen Substrats 100 in 13 angeordnet. Die symmetrischen Signalanschlüsse 118 und 119 sind in dem unteren linken bzw. rechten Abschnitt des piezoelektrischen Substrats 100 in 13 angeordnet. Masseanschlüsse 201 und 202 sind in dem oberen linken bzw. rechten Abschnitt des piezoelektrischen Substrats 100 in 13 angeordnet. Dies bedeutet, dass die symmetrischen Signalanschlüsse 118 und 119 so angeordnet sind, um symmetrisch um die imaginäre Mittelachse des piezoelektrischen Substrats 100 zu sein.
  • Ein Anschluss des mittleren IDT 104 eines Filterelements 101 ist mit dem unsymmetrischen Anschluss 117 verbunden und der andere Anschluss ist mit dem Masseanschluss 202 verbunden. Jeweils ein Ende der IDTs 103 und 105 auf beiden Seiten eines Filterelements 101 ist mit den Masseanschlüssen 201 bzw. 202 verbunden und das andere Ende ist mit jeweils einem Ende der IDTs 108 und 110 des anderen Filter elements 102 durch die Signalleitungen 120 bzw. 121 verbunden. Die Verbindungsleitung zum Verbinden des anderen Endes des mittleren IDT 104 mit dem Masseanschluss 202 schneidet die Signalleitung 201 in drei Dimensionen bei einem isolierenden Film 251, der auf der Signalleitung 121 gebildet ist, zum Verbinden zwischen den IDTs 105 und 110 in dem Abschnitt, der durch das Bezugszeichen 203 gezeigt ist.
  • Das andere Ende des IDT 108 des anderen Filterelements 102 ist mit dem Masseanschluss 201 durch die Reflektoren 111 und 106 verbunden. Dies bedeutet, dass das andere Ende des IDT 108 und der Reflektor 111 durch eine Verbindungsleitung 130 verbunden sind, die Reflektoren 106 und 110 durch eine Verbindungsleitung 131 verbunden sind und der Reflektor 106 und der Masseanschluss 201 verbunden sind. Das andere Ende des IDT 110 ist mit dem Masseanschluss 202 verbunden. Ein Ende des mittleren IDT 109 ist durch eine Signalleitung 123 mit einem symmetrischen Signalanschluss 118 verbunden. Ein Großteil der Signalleitung 123 ist auf einem isolierenden Film 250 gebildet. Die Signalleitung 123 schneidet die Verbindungsleitung zum Verbinden der Reflektoren 106 und 111 in drei Dimensionen bei dem isolierenden Film 250 in dem Abschnitt, der durch das Bezugszeichen 204 gezeigt ist, und schneidet die Signalleitung 120 zum Verbinden zwischen den IDTs 103 und 108 in drei Dimensionen bei dem isolierenden Film 250 in dem Abschnitt, der durch das Bezugszeichen 205 gezeigt ist. Das andere Ende des IDT 109 ist mit dem anderen symmetrischen Signalanschluss 119 durch eine Signalleitung 124 verbunden. Ein isolierender Film 252 ist zwischen der Signalleitung 124 und dem Substrat 100 gebildet und die Symmetrie zwischen den symmetrischen Signalanschlüssen bleibt erhalten.
  • Als Nächstes ist das Verfahren zum Bilden jeder Struktur auf dem Substrat 100 beschrieben.
  • Zuerst wird eine Aluminiumfilmstruktur einer ersten Schicht auf dem Substrat 100 durch ein Trockenätzverfahren oder ein Abhebeverfahren gebildet. Die Aluminiumfilmstruktur der ersten Schicht beinhaltet die IDTs 103, 104 und 105; 108, 109 und 110, die Reflektoren 106 und 107 und 111 und 112, die Signalleitungen 120 und 121 und die Verbindungsleitungen 130 und 131. Die Dicke des Aluminiumfilms der ersten Schicht ist in den IDTs 103, 104 und 105 und 108, 109 und 110 die gleiche.
  • Als Nächstes wird ein photoempfindliches Harz aufgebracht und die isolierenden Filme 250, 251 und 252 werden unter Verwendung eines Photolithographieverfahrens gebildet. Ein Polyimid-Harz (relative Dielektrizitätskonstante: 2) wird z. B. als ein photoempfindliches Harz verwendet. In diesem Fall kann, da die relative Dielektrizitätskonstante im Vergleich zu der relativen Dielektrizitätskonstante von etwa 50 des LiTaO3-Substrats 100 ausreichend klein ist, wenn die Signalleitungen 123 und 124, die mit den symmetrischen Signalanschlüssen 118 und 119 verbunden sind, auf den isolierenden Filmen 250 und 251 gebildet sind, die Streukapazität im Vergleich mit dem Fall reduziert werden, bei dem eine Signalleitung, die mit einem symmetrischen Signalanschluss verbunden ist, direkt auf einem Substrat gebildet ist.
  • Als Nächstes wird eine Resistmaske mit einer Öffnung, die der zweiten Schichtstruktur entspricht, gebildet und eine Aluminiumfilmstruktur der zweiten Schicht wird unter Verwendung eines Abhebeverfahrens gebildet.
  • Ferner könnte Ti oder NiCr als eine Haftschicht zwischen dem Aluminiumfilm der ersten Schicht und dem Substrat 100 oder zwischen dem Aluminiumfilm der zweiten Schicht und dem Aluminiumfilm der ersten Schicht gebildet werden.
  • In 20 ist der Entwurf externer Anschlüsse 401 – 405 auf der Unterteiloberfläche eines Gehäuses für das Oberflächenwellenfilter des Ausführungsbeispiels 3 gezeigt. In der Zeichnung ist der obere mittlere externe Anschluss 401 ein unsymmetrischer Anschluss und ist mit dem Anschluss 117 in den 12 und 13 verbunden. Die externen Anschlüsse 402 und 403 in dem unteren rechten und unteren linken Eckabschnitt sind symmetrische Signalanschlüsse und mit den Anschlüssen 118 bzw. 119 in den 12 und 13 verbunden. Die externen Anschlüsse 404 und 405 in den Mittelabschnitten sind Masseanschlüsse.
  • In dem Gehäuse können, wie in den 18 und 19 gezeigt ist, Oberflächenwellenfilterelementchips, die eine Symmetrisch-zu-Unsymmetrisch-Umwandlungsfunktion anderer Strukturen aufweisen, bei denen Oberflächenwellenelemente 71 und 72 und 81 – 84 auf piezoelektrischen Substraten 70 und 80 mit der gleichen Größe wie das piezoelektrische Substrat 100 gebildet sind, gehäust werden. 18 entspricht der Struktur in 10 und 19 entspricht der Struktur in 11. In den Oberflächenwellenfiltern, die eine Symmetrisch-zu-Unsymmetrisch-Umwandlungsfunktion der anderen Strukturen aufweisen, sind in der gleichen Weise wie das piezoelektrische Substrat 100 des Ausführungsbeispiels 3 unsymmetrische Anschlüsse 73 und 87 in dem oberen mittleren Abschnitt der piezoelektrischen Substrate 70 und 80 in den Zeichnungen angeordnet, symmetrische Signalanschlüsse 74 und 75 und 86 und 85 sind in dem unteren linken und rechten Abschnitt in den Zeichnungen angeordnet und die Masseanschlüsse 76 und 77, 88 und 89 sind in dem oberen linken und rechten Abschnitt in den Zeichnungen angeordnet.
  • Entsprechend können das Oberflächenwellenfilter des Ausführungsbeispiels 3 und die Oberflächenwellenfilter mit einer Symmetrisch-zu-Unsymmetrisch-Umwandlungsfunktion der anderen Strukturen, wie in den 18 und 19 gezeigt ist, das Gehäuse zur gemeinsamen Verwendung haben.
  • Ferner sind in den 18 und 19 die erste Schichtstruktur, die zweite Schichtstruktur und die Isolierfilmstruktur in der gleichen Weise wie in 13 dargestellt. In 18 schneiden die Signalleitungen zwischen den IDTs 71b und 72b und zwischen den IDTs 71c und 72c und die Verbindungsleitung zur Verbindung zwischen dem IDT 71a und den zweiten Anschlüssen 76 und 77 in drei Dimensionen isolierende Filme 78 und 79. In 19 schneiden die Signalleitungen zum Verbinden zwischen den IDTs 84a und 82a und dem Anschluss 87 und die Verbindungsleitungen zum Verbinden zwischen den IDTs 84b und 82c und den Anschlüssen 88 und 89 in drei Dimensionen isolierende Filme 90 und 91 und die Signalleitungen zum Verbinden zwischen den IDTs 83a und 81a und den Anschlüssen 86 und 85 und die Verbindungsleitungen zum Verbinden zwischen den IDTs 83b und 81c und den Anschlüssen 88 und 89 schneiden in drei Dimensionen isolierende Filme 92 und 93.
  • Als Nächstes ist ein Beispiel des Entwerfens der Oberflächenwellenfilterelemente 101 und 102 gegeben. Wenn die Wellenlänge, die durch die Teilung von Elektrodenfingern bestimmt wird, wobei die Teilung nicht verschmälert ist, mit Ausnahme der Elektrodenfingerabschnitte mit schmaler Teilung 113 – 116, durch λI dargestellt ist, kann die folgende Beziehung erhalten werden.
    Kreuzungsbreite: 48,1 λI
  • Anzahl von Elektrodenfingern des Filterelements 101 (in der Reihenfolge der IDTs 103, 104 und 105) : 28 (6)/(6) 24 (6)/(6)28 (Anzahl von Elektrodenfingern mit schmaler Teilung dargestellt durch die Zahl in Klammern) Anzahl von Elektrodenfingern des Filterelements 102 (in der Reihenfolge der IDTs 108, 109 und 110): 28(6)/(3)24(3)/(6)28 (Anzahl von Elektrodenfingern mit schmaler Teilung dargestellt durch die Zahl in Klammern) Anzahl von Reflektoren: 80
    Metallisierungsverhältnis: 0,70
    Elektrodenfilmdicke: 0,080 λI
  • 14 zeigt die Beziehung zwischen den Frequenzcharakteristika und Gleichtaktdämpfungscharakteristika des obigen Entwurfsbeispiels (Ausführungsbeispiel 3). Die Gleichtaktdämpfungscharakteristika zeigen die Symmetrierung zwischen symmetrischen Signalanschlüssen und mit ansteigender Dämpfung wird die Symmetrierung zwischen symmetrischen Signalanschlüssen besser.
  • In 14 ist als ein Vergleichsbeispiel die Beziehung zwischen den Frequenz- und Gleichtaktdämpfungscharakteristika in dem Fall, in dem eine zusätzliche Verdrahtung für symmetrische Signalanschlüsse innerhalb eines Gehäuses wie im Patentdokument 2 beinhaltet ist und der Entwurf der Anschlüsse auf der Unterteiloberfläche des Gehäuses genau so wie in 20 gemacht ist, gezeigt. Der Entwurf auf dem piezoelektrischen Substrat des Vergleichsbeispiels ist in 15 gezeigt. Die Beschreibung der Filterelemente 101 und 102 ist die gleiche wie diejenigen des obigen Entwurfsbeispiels (Ausführungsbeispiel 3). In 15, die den Entwurf auf einem piezoelektrischen Substrat 300 zeigt, ist ein unsymmetrischer Signalanschluss 117' in dem oberen mittleren Abschnitt angeordnet, ein symmetrischer Signalanschluss 118' ist auf der leicht rechten Seite von der Mitte angeordnet und ein symmetrischer Signalanschluss 119' ist auf dem unteren rechten Abschnitt angeordnet. Ein Masseanschluss 301 ist in dem oberen linken Abschnitt angeordnet, ein Masseanschluss 302 ist in dem oberen rechten Abschnitt angeordnet, ein Masseanschluss 303 ist auf der leicht linken Seite von der Mitte angeordnet und ein Masseanschluss 304 ist in dem unteren linken Abschnitt angeordnet.
  • Das Durchlassband des EGSM-Empfangsfilters beträgt 925 – 960 MHz. In 14 beträgt, wenn die größte Gleichtaktdämpfung in dem Frequenzband verglichen wird, obwohl die Gleichtaktdämpfung bei dem Vergleichsbeispiel etwa 24,0 dB beträgt, die Gleichtaktdämpfung bei dem Ausführungsbeispiel etwa 27,5 dB und als ein Ergebnis verbessert sich die Gleichtaktdämpfung um etwa 3,5 dB im Vergleich zu dem Vergleichsbeispiel.
  • In Bezug auf Hauptgründe, warum eine derartige Wirkung erhalten werden kann, wird zum einen, da die zusätzliche Verdrahtung, die mit den symmetrischen Signalanschlüssen verbunden ist, nicht unsymmetrisch gemacht ist, im Gegensatz zu dem Vergleichsbeispiel, die Differenz der Beeinflussung der parasitären Kapazität usw. beseitigt und zum anderen wird, da die Signalleitungen 123 und 124 zum Verbinden zwischen den IDTs und den symmetrischen Signalanschlüssen auf dem piezoelektrischen Substrat auf einer Isolierfilmstruktur vorgesehen sind, die aus einem Harz mit einer geringen Dielektrizitätskonstante hergestellt ist, selbst wenn die Länge der Signalleitungen 123 und 124 sich voneinander auf dem piezoelektrischen Substrat unterscheidet, angenommen, dass die Differenz der parasitären Kapazität, die in jeden symmetrischen Anschluss gelangt, klein ist.
  • Wie oben beschrieben wurde, kann gemäß dem Ausführungsbeispiel 3, wenn die Anschlüsse des mittleren IDT in den drei IDTs in einem Longitudinalkopplungsresonator-Typ-Oberflächenwellenfilter, das drei IDTs aufweist, mit jeweiligen symmetrischen Signalanschlüssen verbunden sind, in dem Oberflächenwellenfilter, das eine Symmetrisch-zu-Unsymmetrisch-Umwandlungsfunktion aufweist, ein Filter mit einer hervorragenden Symmetrierung zwischen den symmetrischen Signalanschlüssen im Vergleich zu dem verwandten Verfahren erhalten werden. Ferner können das obige Oberflächenwellenfilter und ein Oberflächenwellenfilter mit einer Symmetrisch-zu-Unsymmetrisch-Umwandlungsfunktion einer anderen Struktur das Gehäuse gemeinschaftlich verwenden.
  • Als Nächstes sind weitere Ausführungsbeispiele 4 – 7 beschrieben. Bei den Ausführungsbeispielen 4 – 7 kann die gleiche Wirkung wie bei dem Ausführungsbeispiel 3 erhalten werden. Im Folgenden sind hauptsächlich unterschiedliche Punkte zu dem Ausführungsbeispiel 3 beschrieben.
  • AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 4
  • Die Signalleitungen 123 und 124 sind in dem Ausführungsbeispiel 3 auf den isolierenden Filmen 250 und 251 gebildet, in dem Ausführungsbeispiel 4 jedoch ist, wie in 16 gezeigt ist, nur die längere Signalleitung 123 auf dem isolierenden Film 250 beinhaltet.
  • AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 5
  • Wie in 17 gezeigt ist, unterscheidet sich das Verbindungsverfahren zwischen dem IDT 108 und dem Masseanschluss von demjenigen bei dem Ausführungsbeispiel 3. Dies bedeutet, dass es keine Verbindungsleitung zum Verbinden zwischen dem IDT 108 und dem Reflektor 111, zwischen den Reflektoren 106 und 111 und zwischen dem Reflektor 106 und dem Masseanschluss 201 gibt. Stattdessen ist für ein Verbinden mit dem Masseanschluss 202 eine Verbindungsleitung 132 zur Verbindung mit dem IDT 108 durch die erste Schichtstruktur gebildet. Die Verbindungsleitung 132 ist mit einer Verbindungsleitung der zweiten Schichtstruktur zum Verbinden zwischen dem IDT 110 und dem Masseanschluss 202 verbunden. Der isolierende Film 225 ist auf der Verbindungsleitung 132 gebildet und schneidet die Signalleitung 124 zum Verbinden zwischen dem mittleren IDT 109 und einem symmetrischen Signalanschluss 119 in drei Dimensionen.
  • AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 6
  • Wie in 21 gezeigt ist, ist ein Oberflächenwellenresonatorelement (im Folgenden als ein Resonatorelement bezeichnet) 150 in Serie zu dem Filterelement 102 geschaltet.
  • Außerdem kann in diesem Fall die Dämpfung außerhalb des Durchlassbandes auf die gleiche Weise wie in den Ausführungsbeispielen 3 – 5 erhöht werden, wo die zwei Longitudinalkopplungsresonator-Typ-Oberflächenwellenfilterelemente in Kaskade geschaltet sind.
  • In dem Resonatorelement 150 sind Reflektoren 152 und 153 auf beiden Seiten eines IDT 151 angeordnet. Ein Ende des IDT 151 ist mit einem unsymmetrischen Signalanschluss 117 verbunden und das andere Ende ist mit den einen Enden der IDTs 108 und 110 des Filterelements 102 durch Signalleitungen 120' und 121' verbunden.
  • Die Struktur der ersten Schicht beinhaltet das Filterelement 102, das Resonatorelement 150, die Signalleitungen 120' und 121', die Verbindungsleitung 130 zwischen dem IDT und dem Reflektor 111 und eine Verbindungsleitung 131', die sich von dem Reflektor 111 zu der Mitte auf der Seite des Resonatorelements 150 erstreckt. Die Verbindungsleitung 131', die sich zu der Mitte auf der Seite des Resonatorelements 150 erstreckt, ist mit dem Masseanschluss 201 durch die Verbindungsleitung der zweiten Schichtstruktur verbunden. Die Signalleitung 123 zum Verbinden zwischen dem IDT 109 des Filterelements 102 und dem symmetrischen Anschluss 118 schneidet die Signalleitung 120' und die Verbindungsleitung 131' in drei Dimensionen bei dem isolierenden Film 250.
  • In dem Resonatorelement 150 ist ein Ende des IDT 151 mit dem Masseanschluss 201 oder 202 verbunden, das andere Ende, das mit dem Filter 102 verbunden ist, ist mit dem unsymmetrischen Anschluss 117 durch die Signalleitungen 120' und 121' verbunden und das Resonatorelement 105 könnte parallel zu dem Filterelement 102 geschaltet sein.
  • Ferner könnte in dem Resonator 150 eine Mehrzahl von Resonatorelementen in Serie oder parallel geschaltet sein.
  • AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 7
  • Wie in 23 gezeigt ist, ist nur ein Filterelement 502 auf einem piezoelektrischen Substrat 500 angeordnet. Außerdem kann in diesem Fall ein Filter mit einer hervorragenden Symmetrierung zwischen symmetrischen Signalanschlüssen 518 und 519 im Vergleich zu dem verwandten Verfahren in der gleichen Weise wie in den Ausführungsbeispielen 3 – 6 erhalten werden. Ferner können das Filter und ein Oberflächenwellenfilter mit einer Symmetrisch-zu-Unsymmetrisch-Umwandlungsfunktion einer weiteren Struktur das Gehäuse zur gemeinsamen Verwendung haben.
  • Das Filterelement 502 beinhaltet Reflektoren 511 und 512 auf beiden Seiten von drei IDTs 508, 509 und 510. Von den IDTs 508 und 510 auf beiden Seiten ist ein Ende eines IDT 508 mit einer Signalleitung 520' verbunden und ein Ende des anderen IDT 510 ist mit einer Signalleitung 521' verbunden. Die Signalleitungen 520' und 521' sind durch eine Verbindungsleitung der zweiten Schichtstruktur mit einem unsymmetrischen Anschluss 517 verbunden.
  • Die Struktur der ersten Schicht beinhaltet das Filterelement 502, die Signalleitungen 520' und 521' und eine Verbindungsleitung 530 zum Verbinden zwischen dem anderen Ende des IDT 508 und dem Reflektor 511. Eine Verbindungsleitung 531', die sich von der Mitte von dem Reflektor 511 erstreckt, ist durch die Verbindungsleitung der zweiten Schichtstruktur mit einem Masseanschluss 601 verbunden. Das andere Ende des IDT 510 ist durch die Verbindungsleitung der zweiten Schichtstruktur mit einem Masseanschluss 602 verbunden. Eine Signalleitung 523 zum Verbinden zwischen einem Ende des IDT 509 des Filterelements 502 und einem symmetrischen Anschluss 518 schneidet die Signalleitung 520' und die Verbindungsleitung 531' in drei Dimensionen bei einem isolierenden Film 650. Ein isolierender Film 652 ist außerdem zwischen einer Signalleitung 524 zum Verbinden zwischen dem anderen Ende des IDT 509 des Filterelements 502 und dem anderen symmetrischen Anschluss 519 und dem piezoelektrischen Substrat 500 gebildet.
  • Wie oben beschrieben wurde, können in dem Oberflächenwellenfilter der Ausführungsbeispiele 3 – 7, da der Entwurf jedes Anschlusses (Bump bzw. Höcker), der auf dem piezoelektrischen Substrat gebildet ist, genau so hergestellt werden kann wie jeder Anschluss (Bump bzw. Höcker) in dem Elementchip eines Oberflächenwellenfilters einer anderen Struktur, das obige Oberflächenwellenfilter und das Oberflächenwellenfilter einer weiteren Struktur das Gehäuse zur gemeinsamen Verwendung haben.
  • Ferner kann, da die Differenz nach Route zwischen Signalleitungen in einem Elementchip durch ein Bilden von Signalleitungen, die mit symmetrischen Signalanschlüssen auf einer Isolierfilmstruktur verbunden sind, die auf einem piezoelektrischen Substrat gebildet ist, wesentlich reduziert werden kann, eine Symmetrierung ohne Bereitstellung der Routendifferenz in einem Gehäuse verbessert werden.
  • Gemäß den Ausführungsbeispielen 1 – 7 können Charakteristika eines Oberflächenwellenbauelements verbessert werden.
  • Ferner ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele eingeschränkt, sondern verschiedene Modifizierungen können durchgeführt werden.
  • Außer LiTaO3 z. B. kann ein Einkristallsubstrat aus Quarz, LiNbO3 usw. als ein Substrat verwendet werden. Ferner kann die vorliegende Erfindung unter Verwendung eines piezoelektrischen Dünnfilms aus ZnO, AlN usw. auf ein Oberflächenwellenbauelement angewendet werden.
  • Obwohl z. B. ein 40±5-Y-Schnitt-X-Ausbreitung-LiTaO3-Substrat in den Ausführungsbeispielen 3 – 7 verwendet wird, ist bei der vorliegenden Erfindung das Substrat nicht da rauf eingeschränkt, sondern die gleiche Wirkung kann durch ein Verwenden eines Substrats aus 64-bis-72°-Y-Schnitt-X-Ausbreitung-LiNbO3, 41°-Y-Schnitt-X-Ausbreitung-LiNbO3 usw. erhalten werden.
  • Ferner kann die vorliegende Erfindung nicht nur auf ein Oberflächenwellenfilter einer Struktur, die eine Symmetrisch-zu-Unsymmetrisch-Umwandlungsfunktion aufweist, angewendet werden, sondern auch auf ein Oberflächenwellenfilter einer Struktur, die eine Symmetrisch-zu-Symmetrisch-Umwandlungsfunktion aufweist.
  • Zusammenfassung
  • Zur Bereitstellung eines Oberflächenwellenbauelements, bei dem Charakteristika verbessert werden können.
  • Ein Oberflächenwellenbauelement beinhaltet ein Substrat (1010), eine Mehrzahl von Anschlüssen (1051 bis 1055), die zumindest einen unsymmetrischen Anschluss (1051) und symmetrische Anschlüsse (1052) und (1053) umfassen, und zumindest eines von Oberflächenwellenelementen (1020) und (1030), die zwischen dem unsymmetrischen Anschluss (1051) und den beiden symmetrischen Anschlüssen (1052) und (1053) angeordnet sind. Unterschiedliche Signalleitungen (1048) und (1041) und (1042), die mit dem gleichen Oberflächenwellenelement (1020) verbunden sind, schneiden isolierende Filme (1014) und (1016).

Claims (11)

  1. Ein Oberflächenwellenbauelement mit folgenden Merkmalen: einem Substrat; einer Mehrzahl von Anschlüssen, die auf dem Substrat angeordnet sind und zumindest einen unsymmetrischen Anschluss und zwei symmetrische Anschlüsse beinhalten; und zumindest einem Oberflächenwellenelement, das zwischen dem unsymmetrischen Anschluss und den symmetrischen Anschlüssen auf dem Substrat angeordnet ist, wobei sich unterschiedliche Signalleitungen, die mit dem gleichen Oberflächenwellenelement verbunden sind, bei einem isolierenden Film schneiden.
  2. Ein Oberflächenwellenbauelement gemäß Anspruch 1, bei dem der isolierende Film ein Polyimid-Harz ist.
  3. Ein Oberflächenwellenbauelement gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem zumindest zwei der Oberflächenwellenelemente beinhaltet sind, bei dem eines der beiden Oberflächenwellenelemente (im Folgenden als ein erstes Element bezeichnet) mit dem unsymmetrischen Anschluss und einem Masseanschluss (im Folgenden als eine Masseanschlussfläche bezeichnet) zum Erden mit den unterschiedlichen Signalleitungen verbunden ist, bei dem zumindest zwei Signalleitungen (im Folgenden als eine Signalverdrahtung bezeichnet) zum Verbinden des anderen der beiden Oberflächenwellenelemente (im Folgenden als ein zweites Element bezeichnet) und des ersten Elements gebildet sind, bei dem zumindest ein Element der Signalverdrahtung und der Signalleitung (im Folgenden als eine Masseverdrahtung bezeichnet) zum Verbinden der Masseanschlussfläche und des ersten Elements den isolierenden Film schneidet, und bei dem die Masseanschlussfläche außerhalb eines Bereichs angeordnet ist, der durch das erste Element, das zweite Element und die Signalverdrahtungen umschlossen ist.
  4. Ein Oberflächenwellenbauelement gemäß Anspruch 3, bei dem das erste Element drei IDTs beinhaltet, die so angeordnet sind, um die gleiche Ausbreitungsrichtung einer akustischen Oberflächenwelle aufzuweisen, und der unsymmetrische Anschluss und die Masseanschlussfläche mit dem mittleren IDT verbunden sind, bei dem das zweite Element drei IDTs beinhaltet, die so angeordnet sind, um die gleiche Ausbreitungsrichtung einer akustischen Oberflächenwelle aufzuweisen, und zwei symmetrische Anschlüsse mit dem mittleren IDT verbunden sind, und bei dem die IDTs auf beiden Seiten des ersten Elements und die IDTs auf beiden Seiten des zweiten Elements durch die Signalverdrahtungen verbunden sind.
  5. Ein Oberflächenwellenbauelement gemäß Anspruch 3, bei dem zwei Sätze des ersten Elements, der Signalverdrahtungen und des zweiten Elements auf dem Substrat gebildet sind, bei dem das erste Element jedes Satzes drei IDTs beinhaltet, die so angeordnet sind, um die gleiche Ausbreitungsrichtung einer akustischen Oberflächenwelle aufzuweisen, und der unsymmetrische Anschluss und die Masseanschlussfläche mit dem mittleren IDT verbunden sind, bei dem das zweite Element jedes Satzes einen IDT beinhaltet, der mit einem der symmetrischen Anschlüsse verbunden ist, der sich von denjenigen in den anderen Sätzen unterscheidet, bei dem in jedem Satz die beiden Signalverdrahtungen die IDTs auf beiden Seiten des ersten Elements und den IDT des zweiten Elements verbinden, und bei dem die ersten Elemente der beiden Sätze in entgegengesetzter Phase zueinander sind.
  6. Ein Oberflächenwellenbauelement gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5, bei dem die Masseverdrahtung eine erste Schicht, die unter Ausschluss des isolierenden Films und dessen Umgebung gebildet ist, und eine zweite Schicht, die unter Einschluss des isolierenden Films und dessen Umgebung gebildet ist, beinhaltet.
  7. Ein Oberflächenwellenbauelement gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem zumindest zwei Oberflächenwellenelemente, die miteinander verbunden sind, beinhaltet sind, bei dem eines der beiden Oberflächenwellenelemente (im Folgenden als ein erstes Oberflächenwellenelement bezeichnet) ein Longitudinalkopplungsresonator-Typ-Oberflächenwellenelement ist, das drei IDTs aufweist, die entlang der Ausbreitungsrichtung einer akustischen O-berflächenwelle angeordnet sind, und der mittlere IDT von den drei IDTs mit den zwei symmetrischen Signalanschlüssen durch die beiden Signalleitungen (im Folgenden als erste und zweite Signalleitung bezeichnet) verbunden ist, bei dem die zwei symmetrischen Signalanschlüsse auf beiden Seiten der Mittelachse des Substrats im Wesentlichen parallel zu der Richtung angeordnet sind, in der die beiden Oberflächenwellenelemente angeordnet sind, und bei dem zumindest eine der ersten und der zweiten Signalleitung auf dem isolierenden Film angeordnet ist, der auf dem Substrat gebildet ist.
  8. Ein Oberflächenwellenbauelement gemäß Anspruch 7, bei dem die zwei symmetrischen Signalanschlüsse so angeordnet sind, um im Wesentlichen symmetrisch um die Mittelachse des Substrats zu sein.
  9. Ein Oberflächenwellenbauelement gemäß Anspruch 7 oder 8, bei dem das zweite Oberflächenwellenelement in der Ausbreitungsrichtung einer akustischen Oberflächenwelle angeordnet ist und ein Longitudinalkopplungsresonator-Typ-Oberflächenwellenfilterelement ist, das drei IDTs aufweist, die mit dem ersten Oberflächenwellenelement in Kaskade geschaltet sind.
  10. Ein Oberflächenwellenbauelement gemäß Anspruch 7 oder 8, bei dem das zweite Oberflächenwellenelement eines oder eine Mehrzahl von Oberflächenwellenresonatorelementen, die miteinander verbunden sind, ist.
  11. Ein Oberflächenwellenbauelement gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem das Oberflächenwellenelement ein Longitudinalkopplungsresonator-Typ-Oberflächenwellenfilterelement ist, das drei IDTs beinhaltet, die entlang der Ausbreitungsrichtung einer akustischen Oberflächenwelle angeordnet sind, und der mittlere IDT von den drei IDTs mit den beiden symmetrischen Anschlüssen durch die Signalleitungen (im Folgenden als erste und zweite Signalleitung bezeichnet) verbunden ist, bei dem die symmetrischen Signalanschlüsse auf beiden Seiten der Mittelachse des Substrats im Wesentlichen senkrecht zu der Ausbreitungsrichtung einer akustischen Oberflächenwelle angeordnet sind, und bei dem zumindest eine der ersten und der zweiten Signalleitung auf dem isolierenden Film angeordnet ist, der auf dem Substrat gebildet ist.
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