DE69734753T2

DE69734753T2 - Akustische Oberflächenwellenvorrichtung

Info

Publication number: DE69734753T2
Application number: DE69734753T
Authority: DE
Inventors: Katsuhiro Nagaokakyo-shi Ikada
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1996-09-17
Filing date: 1997-09-17
Publication date: 2006-06-08
Anticipated expiration: 2017-09-18
Also published as: DE69734753D1; KR19980024722A; KR100278748B1; JPH1093381A; JP3227645B2; EP0829958B1; EP0829958A2; EP0829958A3; US5966060A

Description

1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft akustische Oberflächenwellen-Vorrichtungen (SAW-Vorrichtungen) und insbesondere eine akustische Oberflächenwellen-Vorrichtung, bei der ein SAW-Chip in einem aus einer Mehrlagen-Leiterplatte gebildeten Gehäuse aufgenommen ist.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Bei einer herkömmlichen akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung wird ein hermetisch abgedichtetes Metallgehäuse als Gehäuseelement für die Aufnahme eines SAW-Chips verwendet. Da von dem hermetisch abgedichteten Gehäuse aber eine Anschlussklemme herausgeführt ist, kann die Vorrichtung nicht oberflächenmontiert werden.
Um eine Oberflächenmontierung zu ermöglichen, wurde eine akustische Oberflächenwellen-Vorrichtung unter Verwendung einer Mehrlagen-Leiterplatte als Teil ihres Gehäuseelements vorgeschlagen (zum Beispiel in der ungeprüften japanischen Patentschrift Nr. 4-263509).
Die Schrift WO 96/15587 A1 offenbart einen akustischen Wellenfilter, der durch Anordnen von SAW-Resonatoren gebildet wird, wobei die SAW-Resonatoren mehrere Kammelektroden umfassen, die zwischen diesen gegenüberliegenden mehrere Kammelektroden eingefügt sind, um so ein Paar zu bilden. Um eine Abnahme der Haltbarkeit des Resonators aufgrund der durch großen Strom erzeugten Hitze zu verhindern, lehrt WO 96/15587 A1 das Bonden von Bonddrähten mit Anschlusselektroden für das Anschließen eines Endes jeder der kammzahnartigen Elektroden, die den Resonator bilden, an Positionen an beiden Seiten der Mittellinie der kammzahnartigen Elektroden.
Die Schrift US 4,365,219 offenbart eine akustische Oberflächenwelllen-Filterbaueinheit (SAW-Filterbaueinheit), welche mehrere SAW-Filtervorrichtungen umfasst, wobei die SAW-Filtervorrichtungen aus zwei interdigitalen Transducern, einem Eingangstransducer und einem Ausgangstransducer, aufgebaut sind. US 4,365,219 beschreibt einen Aufbau und ein Packungsverfahren für die mehreren SAW-Filter, um eine erhebliche Isolierung des Ausgangs vom Eingang zu bieten.
Bei einer herkömmlichen SAW-Vorrichtung, bei der ein SAW-Filterchip in einem Gehäuse aufgenommen ist, sind die Erdelektroden von Eingangs- und Ausgangs-Interdigitaltransducern (IDTs) gemeinsam mit der Erdelektrode des Gehäuseelements verbunden, um die Verdrahtungsarbeit zu vereinfachen.
Bei einem solchen Aufbau kann aber an der Außenseite des Durchlassbands keine ausreichende Dämpfung erzielt werden. Der Grund hierfür wird nachstehend unter Bezug auf 1 beschrieben.
1 ist eine grobe Darstellung eines entsprechenden Schaltbilds einer herkömmlichen akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung, das zur Beschreibung der Wirkungen von Induktanzen dient, die von den Bonddrähten und der Erdelektrode des Gehäuseelements gebildet werden. Ein SAW-Filterchip 1 ist zwischen einem Eingangsende 2 und einem Ausgangsende 3 angeschlossen. Zwischen dem Eingangsende 2 und dem SAW-Filterchip 1 besteht eine Induktanz L₁, die von der auf dem Gehäuseelement ausgebildeten Eingangselektrode gebildet wird, und eine Induktanz L₂, die von dem Bonddraht gebildet wird, der zwischen der Eingangselektrode des Gehäuseelements und der Elektrode der heißen Seite des Eingangs-IDT des SAW-Filterchips 1 angeschlossen ist. Zwischen dem SAW-Filterchip 1 und dem Ausgangsende 3 besteht dagegen eine Induktanz L₃, die von dem Bonddraht gebildet wird, der zwischen Elektrode der heißen Seite des Ausgangs-IDT des SAW-Filterchip 1 und der auf dem Gehäuseelement ausgebildeten Ausgangselektrode angeschlossen ist, und eine Induktanz L₄, die von der Ausgangselektrode gebildet wird.
Die Erdelektroden des Eingangs-IDT und des Ausgangs-IDT sind gemeinsam mit der gleichen Erdungsstruktur des Gehäuseelements verbunden, um zur Erleichterung der Montagearbeit die Anzahl an anzubringenden Anschlüssen zu reduzieren. Die Erdelektrode des Eingangs-IDT des SAW-Filterchips 1 ist mit anderen Worten mittels Bonddraht mit der Erdungsstruktur des Gehäuseelements verbunden. Eine durch diesen Bonddraht verursachte Induktanz L₅ wird zwischen der Erdelektrode des Eingangs-IDT und der Erdungsstruktur des Gehäuseelements eingefügtt. Auf gleiche Weise wird eine Induktanz L₆ aus Bonddraht zwischen der Erdelektrode des Ausgangs-IDT und der Erdungsstruktur des Gehäuseelements gebildet. Eine Induktanz L₇ wird von der Erdungsstruktur des Gehäuseelements gebildet.
Bei der vorstehenden herkömmlichen akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung kann aufgrund der Wirkungen der Induktanzen L₅ und L₆, die durch die obigen Bonddrähte an der Erdungsseite verursacht werden, und der aus der Erdungsstruktur des Gehäuseelements gebildeten Induktanz L₇ keine ausreichend große Dämpfung außerhalb des Durchlassbands erzielt werden.
Bei der in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 4-263509 beschriebenen akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung ist ein SAW-Filterchip in einem Gehäuseelement untergebracht, das eine Mehrlagen-Leiterplatte verwendet, und die Erdelektrode des Eingangs-IDT und die Erdelektrode des Ausgangs-IDT im SAW-Filterchip sind mit Erdungsstrukturen verbunden, die an verschiedenen Lagen des Gehäuseelements ausgebildet sind, um die Dämpfung außerhalb des Durchlassbands zu erhöhen. Wie in 2 gezeigt wird, sind die Erdelektrode des Eingangs-IDT und die Erdelektrode des Ausgangs-IDT in dem SAW-Filterchip mit verschiedenen Erdelektroden elektrisch verbunden, die in dem Gehäuseelement in der akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung ausgebildet sind, die in dieser vorbekannten Technik beschrieben wird.
Eine durch Bonddraht gebildete Induktanz L₈ und eine Restinduktanz L₉, die durch eine erste Erdelektrode verursacht wird, die in dem Gehäuse ausgebildet ist, werden zwischen der Erdelektrode des Eingangs-IDT und der Erde eingefügt. Eine aus Bonddraht gebildete Induktanz L₁₀ und eine Induktanz L₁₁, die durch eine zweite Erdelektrode verursacht wird, die in dem Gehäuse ausgebildet ist, werden zwischen der Erdelektrode des Ausgangs-IDT und der Erde eingefügt.
Wie vorstehend beschrieben wird in der Veröffentlichung festgestellt, dass die Induktanzen gegenüber der Erde zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite vollständig getrennt sind und dadurch eine Abnahme der Dämpfung außerhalb des Durchlassbands unterdrückt wird.
In jüngster Zeit wurde eine akustische Oberflächenwellen-Vorrichtung mit weiterentwickelten Funktionen vorgeschlagen. Es wird zum Beispiel eine akustische Oberflächenwellen-Vorrichtung vorgeschlagen, bei welcher mehrere SAW-Filter mit verschiedenen Durchlassbandeigenschaften in einem Gehäuse aufgenommen werden. Bei einem solchen Aufbau muss die akustische Oberflächenwellen-Vorrichtung groß sein, wenn die Erdelektroden der Eingangs- und Ausgangsseiten mehrerer SAW-Filter unabhängig geführt und mit den im Gehäuse ausgebildeten Erdelektroden verbunden werden.
Zur Reduzierung der Maße einer ganzen akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung müssen sehr feine Elektroden ausgebildet werden, um die Erdelektroden der Eingangs- und Ausgangsseiten jedes SAW-Filterchips mit den im Gehäuse ausgebildeten Erdelektroden unabhängig zu verbinden, und die Anschlussarbeit mit Bonddraht wird sehr kompliziert. Die Kosten steigen stark an und der Ertrag kann sinken.
Da ein SAW-Filter höhere Frequenzen verwendet, wird es aufgrund einer großen Wirkung der Restinduktanz schwierig, einfach durch unabhängiges Anschließen der Eingangserdelektroden und der Ausgangserdelektroden Rauschen zu unterdrücken.
Wenn eine Anzahl unabhängiger Erdelektroden in einem Gehäuseelement ausgebildet werden, sind die Wege für das Führen der Gehäuseerdung des Gehäuses nach außen beschränkt und es kann keine ausreichende Gehäuseerdung erzielt werden. Dadurch kann das Rauschen in der akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung groß werden.
ZUSAMMENFASSENDE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Demgemäß besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine kompakte, kostengünstige akustische Oberflächenwellen-Vorrichtung an die Hand zu geben, bei welcher die Wirkungen der zwischen den Erdelektroden eines SAW-Chips und den Erdelektroden des Gehäuseelements bestehenden Induktanz reduziert werden, um die Dämpfung außerhalb des Durchlassbands zu verstärken, und eine Abnahme der Dämpfung außerhalb des Durchlassbands insbesondere auf der Seite der höheren Frequenz unterdrückt wird.
Die Erfindung wird in dem beigefügten Anspruch 1 abgegrenzt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch das Vorsehen einer akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung verwirklicht, bei welcher ein Resonatorfilterchip eine Oberflächenwellen-Platte beinhaltet; mindestes drei interdigitale Transducer an der Oberflächenwellen-Platte angeordnet sind, und ein Paar Reflektoren an beiden Seiten einer Fläche ausgebildet sind, wo die drei interdigitalen Transducer ausgebildet sind, in einem mehrlagigen Gehäuse mit mehreren Erdelektroden aufgenommen sind, wobei mindestens eine der Erdelektroden mindestens eines der interdigitalen Transducer neben den Reflektoren mit mindestens zwei verschiedenen Erdelektroden, die an der gleichen Lage des Gehäuses ausgebildet sind, durch mindestens zwei Bonddrähte verbunden ist.
Bei der erfindungsgemäßen akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung sind die Erdelektroden der beidseitigen IDTs neben den Reflektoren durch mindestens zwei Bonddrähte mit mindestens zwei verschiedenen Erdelektroden verbunden, die an der gleichen Lage des Gehäuses ausgebildet sind. Die akustische Oberflächenwellen-Vorrichtung ist mit anderen Worten dadurch gekennzeichnet, dass die Erdelektroden der beidseitigen Eingangs- und Ausgangs-IDTs neben den Reflektoren durch mindestens zwei Bonddrähte mit mindestens zwei verschiedenen, im Gehäuse ausgebildeten Erdelektroden verbunden sind. Dadurch werden Erdungswege von Teilen, die mit der Erde des serienangekoppelten Resonatorfilterchips verbunden sind, zu Gehäuseteilen, die mit der Außenerde verbinden, verbessert. Die Wirkungen der Restinduktanz an der Erdungsseite werden reduziert, die Dämpfung außerhalb des Durchlassbands wird verstärkt und eine Senkung der Dämpfung insbesondere an der Seite höherer Frequenz als das Durchlassband wird unterdrückt.
Da bei der akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung die Erdelektroden der beidseitigen IDTs neben den Reflektoren durch mindestens zwei Bonddrähte mit mindestens zwei verschiedenen Erdelektroden verbunden sind, die an der gleichen Lage des Gehäuses ausgebildet sind, wird die Restinduktanz an einem Teil von der Erdungskante des SAW-Filterchips zu einer Erdungsklemme des Gehäuses reduziert und die Erdungswege von dem Gehäuse zu einer äußeren Klemme des Gehäuses werden verbessert. Daher wird eine Abnahme der Dämpfung an der Seite höher Frequenz als das Durchlassband unterdrückt. Dadurch wird eine akustische Oberflächenwellen-Vorrichtung mit ausgezeichneten Frequenzamplitudeneigenschaften an die Hand gegeben.
Bei der vorliegenden Erfindung sind mindestens zwei Bonddrähte mit den Erdelektroden der beidseitigen IDTs neben den Reflektoren verbunden. Es können mindestens zwei Bonddrähte mit der Erdelektrode eines IDT der beidseitigen IDTs verbunden werden. Alternativ können mindestens zwei Bonddrähte einen ersten Bonddraht, der mit einem IDT der IDTs neben den Reflektoren verbunden ist, und einen zweiten Bonddraht, der mit der Erdelektrode des anderen IDT verbunden ist, umfassen.
Die erfindungsgemäße akustische Oberflächenwellen-Vorrichtung kann vorzugsweise so konfiguriert sein, dass ein mit der Erdelektrode eines der IDTs neben den Reflektoren verbundener dritter Bonddraht weiterhin zusätzlich zu den obigen mindestens zwei Bonddrähten vorgesehen ist und ein Bonddraht der mindestens zwei Bonddrähte mit einer Erdelektrode des Gehäuses verbunden ist, mit der der dritte Bonddraht verbunden ist.
Die Erdelektrode des IDT, mit der der dritte Bonddraht verbunden ist, und eine Erdelektrode des Gehäuses, mit der der dritte Bonddraht verbunden ist, sind nicht nur durch den dritten Bonddraht, sondern auch durch den einen Bonddraht der mindestens zwei Bonddrähte verbunden. Dadurch werden die Erdungswege zwischen der Erdelektrode des IDT und einer Erdelektrode des Gehäuses, die beide durch den dritten Bonddraht verbunden sind, verbessert. Daher wird eine Zunahme der Dämpfung außerhalb des Durchlassbands, insbesondere an der Seite höherer Frequenz, effektiv unterdrückt.
Die erfindungsgemäße akustische Oberflächenwellen-Vorrichtung kann vorzugsweise so konfiguriert sein, dass ein mit der Erdelektrode des mittleren interdigitalen Transducer verbundener vierter Bonddraht weiterhin zusätzlich zu den obigen mindestens zwei Bonddrähten und dem nach Bedarf vorgesehenen dritten Bonddraht vorgesehen wird und ein Bonddraht der mindestens zwei Bonddrähte mit einer Erdelektrode des Gehäuses elektrisch verbunden ist, mit der der vierte Bonddraht verbunden ist.
Da die Erdelektrode des mittleren IDT mittels des vierten Bonddrahts mit einer Erdelektrode des Gehäuses elektrisch verbunden ist und ein Bonddraht der mindestens zwei Bonddrähte mit einer Erdelektrode des Gehäuses elektrisch verbunden ist, mit der der vierte Bonddraht verbunden ist, werden die Wege für das Leiten der Gehäuseerdung des Gehäuses nach außen weiter verbessert. Daher wird eine Abnahme der Dämpfung außerhalb des Durchlassbands, insbesondere an der Seite höheren Frequenz, weiter effektiv unterdrückt.
Die erfindungsgemäße akustische Oberflächenwellen-Vorrichtung kann so konfiguriert sein, dass zwei serienangekoppelte Resonatorfilter mit verschiedenen Durchlassbandeigenschaften vorgesehen werden, die Eingänge oder die Ausgänge der zwei serienangekoppelten Resonatorfilter parallel verbunden sind und jede Erdelektrode mittels Bonddraht mit einer unabhängigen Erdelektrode an der gleichen Lage des Gehäuses verbunden ist. Die vorliegende Erfindung kann auch bei einer zweistufigen akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung Anwendung finden, bei welcher zwei serienangekoppelte Resonatorfilter verbunden sind. Eine Struktur für das Leiten der Eingangs- und Ausgangserden einer solchen akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung nach außen kann in gewissem Maße vereinfacht werden. Wege für eine Gehäuseerdung können verbessert werden, um eine Abnahme der Dämpfung außerhalb des Durchlassbands zu unterdrücken.
Bevorzugt ist bei der akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung mit den beiden serienangekoppelten Resonatorfiltern, dass eine im Gehäuse ausgebildete Erdelektrode mit mindestens drei Außenelektroden elektrisch verbunden ist, die an einer Oberfläche des Gehäuses ausgebildet sind. Dadurch wird die Gehäuseerdung weiter zuverlässig sichergestellt und eine Abnahme der Dämpfung an der Seite höherer Frequenz als das Durchlassband wird effektiv unterdrückt.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine grobe Darstellung eines entsprechenden Schaltbilds einer herkömmlichen akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung, das zur Beschreibung der Wirkungen von Restinduktanzen dient, die von den Bonddrähten und den Erdelektroden eines Gehäuseelements gebildet werden.
2 ist eine grobe Darstellung eines entsprechenden Schaltbilds einer anderen herkömmlichen akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung, das zur Beschreibung der Wirkungen von Restinduktanzen dient, die von den Bonddrähten und den Erdelektroden eines Gehäuseelements gebildet werden.
3 ist ein grober Plan einer akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung nach einer ersten erfindungsgemäßen Ausführung.
4 ist ein Querschnitt der akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung nach der ersten erfindungsgemäßen Ausführung.
5 zeigt die Frequenzamplitudeneigenschaften eines ersten serienangekoppelten Resonatorfilters in der akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung nach der ersten Ausführung.
6 zeigt die Frequenzamplitudeneigenschaften eines zweiten serienangekoppelten Resonatorfilters in der akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung nach der ersten Ausführung.
7 ist ein grober Plan einer für Vergleichszwecke hergestellten akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung.
8 zeigt die Frequenzamplitudeneigenschaften eines ersten serienangekoppelten Resonatorfilters in der für Vergleichszwecke hergestellten akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung.
9 zeigt die Frequenzamplitudeneigenschaften eines zweiten serienangekoppelten Resonatorfilters in der für Vergleichszwecke hergestellten akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung.
10 zeigt die Frequenzamplitudeneigenschaften eines serienangekoppelten Resonatorfilters in einer herkömmlichen akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung.
11 ist ein entsprechendes Schaltbild der akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung nach der ersten Ausführung, das für das Beschreiben der von Bonddrähten und Gehäuseverdrahtung gebildeten Restinduktanz dient.
12 ist ein Querschnitt einer akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung nach einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführung.
13 ist ein grober Plan im Schnitt der akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung nach der zweiten erfindungsgemäßen Ausführung.
14 zeigt die Frequenzamplitudeneigenschaften eines ersten serienangekoppelten Resonatorfilters in der akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung nach der zweiten erfindungsgemäßen Ausführung.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN
Nachstehend werden akustische Oberflächenwellen-Vorrichtungen nach erfindungsgemäßen Ausführungen unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Erste Ausführung
3 ist ein typischer Plan einer akustischen Oberflächenwellenvorrichtung nach einer erfindungsgemäßen Ausführung. Nachstehend wird ein elektrischer Verbindungsaufbau der Vorrichtung beschrieben. 4 ist ein Längsschnitt durch die akustische Oberflächenwellen-Vorrichtung.
In 3 umfasst die akustische Oberflächenwellen-Vorrichtung nach der vorliegenden Ausführung erste und zweite serienangekoppelte Resonatorfilter 11 und 12 mit verschiedenen Durchlassbandeigenschaften.
Die ersten und zweiten serienangekoppelten Resonatorfilter 11 und 12 werden durch Ausbilden verschiedener später beschriebener Elektroden auf einer Oberflächenwellen-Platte 13 konfiguriert und es wird als Ganzes ein einziger SAW-Filterchip 10 gebildet.
Die Oberflächenwellen-Platte 13 besteht aus einem piezoelektrischen Material, beispielsweise aus piezoelektrischem Einkristall, welches LiTaO₃, LiNbO₃ und Quarzkristall umfasst, sowie aus piezoelektrischer Keramik, welche piezoelektrische Bleititanat-Zirkonat-Keramik umfasst. Die Oberflächenwellen-Platte 13 kann eine isolierende Platte sein, beispielsweise Aluminiumoxid, an welcher eine piezoelektrische Dünnschicht, welche ZnO umfasst, ausgebildet ist. In diesem Fall sind verschiedene später beschriebene Elektroden so ausgebildet, dass sie die piezoelektrische Dünnschicht berühren, mit anderen Worten an der piezoelektrischen Dünnschicht oder zwischen der piezoelektrischen Dünnschicht und der isolierenden Platte.
Der erste und zweite serienangekoppelte Resonatorfilter 11 und 12 werden so ausgebildet, dass das Durchlassband des ersten serienangekoppelten Resonatorfilters bei 860 bis 885 MHz liegt und das Durchlassband des zweiten serienangekoppelten Resonatorfilters bei 810 bis 828 MHz liegt.
Als Nächstes werden verschiedene an der Oberflächenwellen-Platte 13 ausgebildete Elektroden beschrieben. In der Mitte des SAW-Filterchips 10 ist eine Eingangselektrode 14 ausgebildet. Die Eingangselektrode 14 ist mit der heißen Elektrode eines IDT 16 verbunden, die in der Mitte des ersten serienangekoppelten Resonatorfilters 11 durch einen Impedanzanpassungs-IDT 15 angeordnet ist.
Die Erdelektrode des IDT 16 ist mit einer Erdelektroden-Anschlussfläche 16a verbunden. IDTs 17 und 18 sind an beiden Seiten des IDT 16 ausgebildet. Reflektoren 19a und 19b sind an beiden Seiten einer Fläche angeordnet, wo IDTs 16 bis 18 in der Richtung ausgebildet sind, in der eine akustische Oberflächenwelle überträgt. Die heißen Elektroden der IDTs 17 und 18 sind mit einer auf der Oberflächenwellen-Platte 13 ausgebildeten Elektrodenstruktur elektrisch miteinander verbunden. Eine Ausgangselektroden-Anschlussfläche 20a ist an einem bestimmten Punkt in der Elektrodenstruktur ausgebildet.
Die heißen Elektroden der IDTs 17 und 18 sind mit den Erdelektroden-Anschlussflächen 20b bzw. 20c elektrisch verbunden.
Wie in 3 gezeigt wird, sind bei dem ersten serienangekoppelten Resonatorfilter 11 die Erdelektrode des mittleren IDT 16 und die Erdelektroden-Anschlussfläche 16a von der Elektrodenstruktur 20d umschlossen, die die heißen Elektroden der IDTs 17 und 18 miteinander verbindet.
Der zweite serienangekoppelte Resonatorfilter 12 ist mit der Eingangselektrode 14 durch Impedanzanpassungsresonatoren 21 und 22 elektrisch verbunden. Bei dem serienangekoppelten Resonatorfilter 12 dient ein mittlerer IDT 23 als Ausgangs-IDT und an beiden Seiten des IDT 23 angeordnete IDTs 24 und 25 dienen als Eingangs-IDTs. Reflektoren 26a und 26b sind an beiden Seiten der IDTs 23 bis 25 in der Richtung ausgebildet, in der eine akustische Oberflächenwelle überträgt.
Die heiße Elektrode des IDT 23 ist mit einer auf der Oberflächenwellen-Platte ausgebildeten Ausgangselektroden-Anschlussfläche 27a elektrisch verbunden. Eine mit der Erde des IDT 23 verbundene Elektrode ist mit einer Erdelektroden-Anschlussfläche 27b verbunden. Die Erdelektroden der IDTs 24 und 25, die an beiden Seiten des IDT 23 angeordnet sind, sind gemeinsam mit einer Erdelektroden-Anschlussfläche 27c verbunden, die auf der Oberflächenwellen-Platte 13 ausgebildet ist. In diesem Fall ist die Ausgangselektroden-Anschlussfläche 27a von einer Elektrodenstruktur 27d umschlossen, die die Erdelektroden der IDTs 24 und 25 miteinander verbindet.
Die heißen Elektroden der IDTs 24 und 25 sind miteinander sowie weiterhin mit der oben beschriebenen Eingangselektrode 14 verbunden. An der Ausgangsseite des serienangekoppelten Resonatorfilters 12 ist die Erdelektroden-Anschlussfläche 27b von einer Elektrodenstruktur 27e umschlossen, die mit der heißen Elektrode der IDTs 24 und 25 verbindet.
Wie vorstehend beschrieben sind die verschiedenen Elektroden auf der akustischen Oberflächenwellen-Platte 13 ausgebildet, und der SAW-Filterchip 10 umfasst einen zweistufigen Resonatorfilter mit der Eingangselektrode 14 und den Ausgangselektroden-Anschlussflächen 20a und 27a.
Bei der akustischen Oberflächenwellen-Filtervorrichtung nach der vorliegenden Ausführung ist der SAW-Filterchip 10 in einem in 4 gezeigten Gehäuse 30 untergebracht. Das Gehäuse 30 umfasst ein Gehäuseelement 31, das aus einer mehrlagigen Platte besteht, sowie ein Abdeckelement 32 aus Metall. Das Gehäuseelement 31 wird zum Beispiel durch ein Keramiklaminierverfahren ausgebildet und weist in seinem Inneren Elektroden 31a bis 31c auf mehreren Höhen auf. 4 zeigt die Höhen der Elektroden 31a bis 31c schematisch. Die Elektroden 31a bis 31c haben verschiedene Strukturen. Die Elektrode 31a dient als Erdungsstruktur und ist an beiden Enden mit Außenelektroden 31d und 31e verbunden. Die Elektrode 31b zeigt Erdelektroden unter den Elektroden 33A bis 33H, die in 3 gezeigt und später beschrieben werden.
Zurück zu 3 wird eine elektrische Anschlussstruktur mittels Bonddraht zwischen dem SAW-Filterchip 10 und den Erdelektroden, die in dem Gehäuse 30 ausgebildet sind, beschrieben. Die an den Seiten des SAW-Filterchips 10 in 3 gezeigten Elektroden 33A bis 33H sind auf der gleichen Lage des Gehäuseelements ausgebildet. Die Elektrode 33B dient als Eingangselektrode, Elektroden 33F und 33H dienen als Ausgangselektroden und die anderen Elektroden 33A, 33C, 33D, 33E und 33G dienen als Erdelektroden.
Die Eingangselektrode 14 des akustischen Oberflächenwellen-Filterchips 10 ist mit einer in dem Gehäuseelement ausgebildeten Eingangselektrode 33B durch einen Bonddraht 34a elektrisch verbunden. Eine Ausgangselektrode 33F des Gehäuseelements ist mit einer Ausgangselektroden-Anschlussfläche 20a durch Bonddraht 34b verbunden. Eine Ausgangselektrode 33H ist mit einer Ausgangselektroden-Anschlussfläche 27a des zweiten serienangekoppelten Resonatorfilters 12 durch Bonddraht 34c elektrisch verbunden.
Die Erdelektrode des IDT 17, der einer der IDTs neben den Reflektoren des ersten serienangekoppelten Resonatorfilters 11 ist, ist mit einer Erdelektroden-Anschlussfläche 20b verbunden. Eine Erdelektroden-Anschlussfläche 20b ist mit den Erdelektroden 33A und 33G durch zwei Bonddrähte 34d und 34e elektrisch verbunden. Eine Erdelektroden-Anschlussfläche 20c, die mit der Erdelektrode von IDT 18 verbunden ist, ist mittels Bonddraht 34f mit einer Erdelektrode 33G verbunden.
Die Erdelektroden der IDTs 17 und 18 sind mit anderen Worten mit den in dem Gehäuse ausgebildeten Erdelektroden 33A und 33G mittels Bonddrähten 34d, 34e und 34f verbunden. Mindestens zwei Bonddrähte 34d und 34e sind mit verschiedenen Erdelektroden 33A und 33G verbunden. Ein dritter Bonddraht 34f ist zwischen einer Erdelektroden-Anschlussfläche 20c und einer Erdelektrode 33G angeschlossen.
Eine mit der heißen Elektrode des mittleren IDT 16 verbundene Erdelektroden-Anschlussfläche 16a ist mittels Bonddraht 34j mit einer Erdelektrode 33E verbunden.
Die Erdelektroden 33A und 33G sind durch Erdungsstrukturen, die in verschiedenen Lagen des Gehäuses ausgebildet sind, elektrisch verbunden.
In dem zweiten serienangekoppelten Resonatorfilter 12 sind mit der Erde der IDTs 24 und 25 neben den Reflektoren verbundene Elektroden mit einer Erdelektroden-Anschlussfläche 27c verbunden. Eine Erdelektroden-Anschlussfläche 27c ist mit Erdelektroden 33C und 33D mittels Bonddrähten 34g und 34h elektrisch verbunden. Es sind mit anderen Worten mindestens zwei Bonddrähte 34g und 34h mit verschiedenen Erdelektroden 33C und 33D verbunden. Ein vierter Bonddraht 34i ist zwischen einer Erdelektroden-Anschlussfläche 27b und einer Erdelektrode 33C angeschlossen.
5 zeigt die Frequenzamplitudeneigenschaften des ersten serienangekoppelten Resonatorfilters 11 an der Innenseite und der Außenseite des Durchlassbands in der akustischen Oberflächenwellen-Filtervorrichtung nach der vorliegenden Ausführung, die in 3 und 4 gezeigt wird. 6 zeigt die Frequenzamplitudeneigenschaften des zweiten serienangekoppelten Resonatorfilters 12 an der Innenseite und Außenseite des Durchlassbands.
8 und 9 zeigen zum Vergleich die Frequenzamplitudeneigenschaften des ersten und des zweiten serienangekoppelten Resonatorfilters 41 und 42, die in 7 gezeigt werden und die eine akustische Oberflächenwellen-Filtervorrichtung bilden.
Die in 7 gezeigte akustische Oberflächenwellen-Filtervorrichtung 40 ist die gleiche, wie sie in 3 gezeigt wird, wobei weder Bonddraht 34d noch Bonddraht 34f verwendet werden, die beide in 3 gezeigt sind. Daher werden gleichen Teilen die gleichen Bezugszeichen zugewiesen und auf deren Beschreibung wird verzichtet.
Daher ist die in 7 gezeigte akustische Oberflächenwellen-Filtervorrichtung 40 die gleiche, wie sie in der obigen Ausführung beschrieben wurde, wobei die Erdelektroden der beidseitigen IDTs neben den Reflektoren in dem ersten und dem zweiten serienangekoppelten Resonatorfilter nicht mittels mindestens zwei Bonddrähten mit verschiedenen Erdelektroden des Gehäuses verbunden sind.
Aus dem Vergleich der in 5 und 6 und der in 8 und 9 gezeigten Eigenschaften geht hervor, dass die akustische Oberflächenwellen-Filtervorrichtung der vorliegenden Ausführung sowohl beim ersten als auch beim zweiten serienangekoppelten Resonatorfilter eine größere Dämpfung an der Außenseite des Durchlassbands aufweist, insbesondere an der Seite höherer Frequenz, als die in 7 gezeigte akustische Oberflächenwellen-Filtervorrichtung.
10 zeigt Frequenzamplitudeneigenschaften in einem Fall, da die Erdanschlussklemmen unabhängig mit verschiedenen Erdelektroden verbunden sind, die in einem Gehäuseelement an der Eingangs- und Ausgangsseite eines serienangekoppelten Resonatorfilters ausgebildet sind, wie in der ungeprüften japanischen Patentschrift Nr. 4-263509 beschrieben wird. Um den Vergleich zu erleichtern, wurde der gleiche Filter wie der in 3 gezeigte erste serienangekoppelte Resonatorfilter 11 mit Ausnahme des Anschlusses mittels Bonddraht an den Erdelektroden hergestellt, um die in 10 gezeigten Eigenschaften zu erzielen.
Aus dem Vergleich zwischen den in 10 und den in 5 und 8 gezeigten Frequenzamplitudeneigenschaften geht klar hervor, dass die in 10 gezeigten Eigenschaften eine größere Dämpfung außerhalb des Durchlassbands erkennen lassen als die in 8 gezeigten Frequenzamplitudeneigenschaften des Vergleichsbeispiels, doch weisen die in 5 gezeigten Frequenzamplitudeneigenschaften weiterhin eine größere Dämpfung an der Außenseite des Durchlassbands auf, insbesondere an der Seite höherer Frequenz.
Es wird erwogen, dass die Gründe für eine vorstehend beschriebene große Dämpfung der akustischen Oberflächenwellen-Filtervorrichtung der vorliegenden Ausführung außerhalb des Durchlassbands darin liegen, dass eine Restinduktanz an Teilen von den Erdanschlussklemmen des serienangekoppelten Resonatorfilters zu den Erdelektroden an der Gehäuseseite und eine Restinduktanz an einer Erdungsstruktur vom Inneren des Gehäuses zu einer äußeren Anschlussklemme reduziert sind und eine Abnahme der Dämpfung an der Seite höheren Frequenz als das Durchlassband aufgrund der Verbesserung der Erdungswege unterdrückt wird.
Da die Erdelektroden der mittleren IDTs 16 und 23 des ersten und des zweiten serienangekoppelten Resonatorfilters 11 und 12 von den Elektrodenstrukturen 20d und 27e umschlossen sind, die die heißen Elektroden der IDTs 17 und 18 und IDTs 24 und 25 in der akustischen Oberflächenwellen-Filtervorrichtung der vorliegenden Ausführung miteinander verbinden, werden dazwischen parasitäre Kapazitäten erzeugt. Bevorzugt wird, dass diese parasitären Kapazitäten klein sind. Bevorzugt wird, dass die den heißen Elektroden der Erdelektroden der IDTs 16 und 23 gegenüberliegenden Seiten klein sind. Die Erdelektroden der äußeren IDTs 17 und 18 sowie der IDTs 24 und 25 können dagegen größere Elektrodenflächen haben, ohne ihre den heißen Elektroden gegenüberliegenden Seiten zu vergrößern. Daher ist eine Zunahme der obigen parasitären Kapazitäten klein.
Um die Anzahl an Bonddrähten zu erhöhen, die mit einer Elektrode verbunden werden, muss die Fläche der Elektrode vergrößert werden. Bevorzugt ist, dass die Anzahl der Bonddrähte an den Erdelektroden der äußeren IDTs erhöht wird, um eine Zunahme der parasitären Kapazität zu unterdrücken. Da die Anzahl an Bonddrähten, die mit den Erdelektroden der äußeren IDTs 17, 18, 24 und 25 verbunden sind, wie vorstehend beschrieben erhöht wird, kann daher in der vorliegenden Ausführung eine Zunahme der parasitären Kapazität effektiv unterdrückt werden.
Zweite Ausführung
12 und 13 sind ein Querschnitt und ein teilweise aufgebrochene Schnittansicht, die zur Beschreibung einer akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung nach einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführung dienen.
Die akustische Oberflächenwellen-Vorrichtung der vorliegenden Ausführung ist mit Ausnahme der in dem Gehäuse ausgebildeten Erdungsstrukturen in gleicher Weise wie die akustische Oberflächenwellen-Vorrichtung der ersten Ausführung konfiguriert.
Wie in 12 gezeigt wird, wird mit anderen Worten der in der ersten Ausführung beschriebene SAW-Filterchip 10 in einem Gehäuse 30 aufgenommen. Der SAW-Filterchip 10 ist an einer Erdungsstruktur 41 befestigt, die an einer keramischen Lage 31e eines Gehäuseelements 31 ausgebildet ist. Die Erdungsstruktur 41 wird an der oberen Fläche der keramischen Lage 31e so ausgebildet, dass sie eine nahezu rechteckige Form aufweist, die von der Fläche her kleiner als die keramische Lage 31e ist, wie in 13 gezeigt wird. Die Erdungsstruktur 41 ist zu den peripheren Kanten der keramischen Lage 31e durch Anschlussteile 41a bis 41c geführt. In 13 erreichen die Anschlussteile 41a bis 41c separat drei Seiten der keramischen Lage 31e. An Seiten des Gehäuseelements 31 sind dagegen Außenelektroden 42 und 43 so ausgebildet, dass sie wie vorstehend beschrieben mit den Erdelektroden 33C und 33E elektrisch verbunden sind und auch mit der Erdungsstruktur 41 elektrisch verbunden sind. Die Außenelektroden 42 und 43 sind mit dem Abdeckelement 32 aus Metall an der oberen Fläche einer keramischen Lage 31g verbunden.
Zwar wird dies in der Figur nicht gezeigt, doch sind die anderen in 3 gezeigten Erdelektroden 33A, 33D und 33F mit den Außenelektroden 42 und 43 in gleicher Weise wie bei den Erdelektroden 33C und 33G elektrisch verbunden.
Daher wird in der akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung nach der zweiten Ausführung die Erdungsstruktur 41, die mit dem Abdeckelement 32 aus Metall elektrisch verbunden ist, aus innerer Verdrahtung des aus Keramik gefertigten Gehäuseelements 31 gebildet und wird wie vorstehend beschrieben zu drei Teilen geführt, so dass eine ausreichende Gehäuseerdung erhalten wird. 14 zeigt die Frequenzamplitudeneigenschaften des ersten serienangekoppelten Resonatorfilters in der akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung der vorliegenden Ausführung. Aus einem Vergleich der in 14 und in 5 gezeigten Eigenschaften, wobei eine Gehäuseerdung an zwei Teilen erhalten wird, geht hervor, dass die Dämpfung an der Seite höherer Frequenz als das Durchlassband weiter verstärkt werden kann.
Das Durchlassband des ersten SAW-Resonatorfilters der vorliegenden Ausführung liegt bei 860 bis 885 MHz.

Claims

SAW-Vorrichtung, bei welcher ein Resonatorfilterchip (10) eine Oberflächenwellen-Platte (13) beinhaltet, dadurch gekennzeichnet, dass mindestes drei interdigitale Transducer (16, 17, 18; 23, 24, 25) an der Oberflächenwellen-Platte (13) angeordnet sind, und ein Paar Reflektoren (19a, 19b; 26a, 26b) an beiden Seiten einer Fläche ausgebildet sind, wo die drei interdigitalen Transducer (16, 17, 18; 23, 24, 25) ausgebildet sind, wodurch der Resonatorfilterchip (10) in einem mehrlagigen Gehäuse (30) mit mehreren Erdelektroden (33A, 33C, 33D, 33E, 33G) aufgenommen ist, wobei mindestens eine der Erdelektroden (20b, 27c) mindestens eines der interdigitalen Transducer (17, 18; 24, 25) neben den Reflektoren (19a, 19b; 26a, 26b) mit mindestens zwei verschiedenen Erdelektroden (33A, 33G; 33C, 33D), die an der gleichen Lage (31b) des Gehäuses (30) ausgebildet sind, durch mindestens zwei Bonddrähte (34d, 34e; 34g, 34h) verbunden ist.
SAW-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Bonddrähte (34d, 34e; 34g, 34h) mit einer Erdelektrode (20b; 27c) des gleichen interdigitalen Transducer (17; 24) verbunden sind.
SAW-Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, welche weiterhin einen dritten Bonddraht (34f) umfasst, der mit der Erdelektrode (20c) eines der interdigitalen Transducer (17, 18) neben den Reflektoren (19a, 19b) verbunden ist, wobei ein Bonddraht (34e) der mindestens zwei Bonddrähte (34d, 34e) mit einer Erdelektrode (33G) des Gehäuses (30) verbunden ist, mit der der dritte Bonddraht (34f) verbunden ist.
SAW-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, welche weiterhin einen vierten Bonddraht (34i) umfasst, der mit der Erdelektrode (27b) des mittleren interdigitalen Transducer (25) verbunden ist, wobei ein Bonddraht (34g) der mindestens zwei Bonddrähte (34g, 34h) mit einer Erdelektrode (33C) des Gehäuses (30) elektrisch verbunden ist, mit der der vierte Bonddraht (34i) verbunden ist.
SAW-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, welche zwei serienangekoppelte Resonatorfilter (11, 12) mit unterschiedlichen Durchlassbereicheigenschaften umfasst, wobei die Eingänge oder die Ausgänge der beiden serienangekoppelten Resonatorfilter (11, 12) parallel geschaltet sind und jede Erdelektrode mit einer unabhängigen Erdelektrode an der gleichen Lage des Gehäuses (30) durch einen Bonddraht verbunden ist.
SAW-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine in dem Gehäuse (30) ausgebildete Erdelektrode mit mindestens drei Außenelektroden, die an einer Oberfläche des Gehäuses (30) ausgebildet sind, elektrisch verbunden ist.