JP2000077969A - Surface acoustic wave device - Google Patents

Surface acoustic wave device

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JP2000077969A
JP2000077969A JP10245672A JP24567298A JP2000077969A JP 2000077969 A JP2000077969 A JP 2000077969A JP 10245672 A JP10245672 A JP 10245672A JP 24567298 A JP24567298 A JP 24567298A JP 2000077969 A JP2000077969 A JP 2000077969A
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JP
Japan
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acoustic wave
surface acoustic
electrode
balanced
balun
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Pending
Application number
JP10245672A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Miki Ito
幹 伊藤
Ikuo Ohara
郁夫 尾原
Kazuhiro Otsuka
一弘 大塚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Publication date
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Publication of JP2000077969A publication Critical patent/JP2000077969A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a excellent unbalanced input-balanced output type or balanced input-unbalanced output type surface acoustic wave device which can be miniaturized with large specific band width. SOLUTION: This surface acoustic wave device S1 is obtained by successively arranging a balun element 2 which is put on a base 34 where an input electrode and output electrode are formed and then connected to either electrode to perform the balanced-unbalanced or unbalanced-balanced conversion and a surface acoustic wave element 1 which has an exciting electrode 11a connected to the element 2 on a piezoelectric substrate 15. Otherwise, a package which stores a surface acoustic wave element consisting of a piezoelectric substrate including an exciting electrode connected to a balun element can be placed on the balun element consisting of a laminated printed board.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、自動車電
話及び携帯電話等の移動体無線機器等に内蔵される周波
数帯域フィルタ等の弾性表面波装置に関し、特に、不平
衡入力−平衡出力型あるいは平衡入力−不平衡出力型の
弾性表面波装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface acoustic wave device such as a frequency band filter incorporated in mobile radio equipment such as a mobile phone and a mobile phone, and more particularly to an unbalanced input-balanced output type or a surface acoustic wave device. The present invention relates to a balanced input-unbalanced output type surface acoustic wave device.

【0002】[0002]

【従来技術とその課題】近年、移動体通信用の周波数帯
域フィルタは広帯域化が要求されるようになってきてお
り、中心周波数に対する通過帯域幅の比率(以下、比帯
域幅ともいう)は、例えば中心周波数942MHzに対して、
35MHz(約3.7 %) に増加している。また、温度によるフ
ィルタ特性のシフト分と、製造によるフィルタ特性のば
らつき分とを考慮し、通常は通過帯域幅は上記要求より
大きめ(例えば約50MHz 、約5.3%)に設定する必要が
ある。
2. Description of the Related Art In recent years, a frequency band filter for mobile communication has been required to have a wide band, and a ratio of a pass band width to a center frequency (hereinafter, also referred to as a ratio band width) is as follows. For example, for a center frequency of 942 MHz,
It has increased to 35MHz (about 3.7%). In addition, in consideration of the shift of the filter characteristics due to the temperature and the variation of the filter characteristics due to the manufacturing, the pass band width usually needs to be set larger than the above requirement (for example, about 50 MHz, about 5.3%).

【0003】また、移動体通信機器等の小型・軽量化及
び低コスト化のための使用部品の削減により、弾性表面
波(Surface Acoustic Wave、以下、SAWともいう)装
置に新たな機能の付加が要求されてきており、例えば、
不平衡入力−平衡出力型あるいは平衡入力−不平衡出力
型に対応できるものが要求されている。
[0003] In addition, by reducing the number of parts used for reducing the size, weight, and cost of mobile communication devices and the like, new functions have been added to surface acoustic wave (SAW) devices. Have been requested, for example,
There is a demand for a device capable of supporting an unbalanced input-balanced output type or a balanced input-unbalanced output type.

【0004】ここで、平衡入力あるいは平衡出力とは、
信号が2つの信号線路間の電位差として入力あるいは出
力するものをいい、各信号線路の信号は振幅が等しく、
位相が逆相になっている。これに対して、不平衡入力あ
るいは不平衡出力とは、信号がグランド電位に対する1
本の線路の電位として入力あるいは出力するものをい
う。
Here, the balanced input or the balanced output is
A signal is a signal that is input or output as a potential difference between two signal lines. The signals on each signal line have the same amplitude,
The phases are out of phase. On the other hand, an unbalanced input or an unbalanced output means that a signal is one with respect to the ground potential.
It refers to what is input or output as the potential of this line.

【0005】従来のSAWフィルタは、一般的に不平衡
入力−不平衡出力型SAWフィルタ(以下、不平衡型S
AWフィルタと略す)であるため、SAWフィルタ後段
の回路や電子部品が平衡入力型となっている場合は、S
AWフィルタと後段との間に、不平衡−平衡変換器であ
るバラン素子を挿入した回路構成を採用していた。
A conventional SAW filter is generally an unbalanced input-unbalanced output type SAW filter (hereinafter referred to as an unbalanced type SW filter).
AW filter), if the circuit and electronic components downstream of the SAW filter are of the balanced input type, S
A circuit configuration in which a balun element as an unbalanced-balanced converter is inserted between the AW filter and the subsequent stage has been adopted.

【0006】同様に、SAWフィルタ前段の回路や電子
部品が平衡出力型となっている場合は、前段とSAWフ
ィルタとの間に平衡−不平衡変換器でもあるバラン素子
を挿入した回路構成としていた。
Similarly, when the circuits and electronic components at the preceding stage of the SAW filter are of a balanced output type, the circuit configuration is such that a balun element which is also a balance-unbalance converter is inserted between the preceding stage and the SAW filter. .

【0007】現在、バラン素子を用いずに、SAWフィ
ルタに不平衡−平衡変換機能あるいは平衡−不平衡変換
機能を持たせた、いわゆる不平衡入力−平衡出力型SA
Wフィルタあるいは平衡入力−不平衡出力型SAWフィ
ルタ(以下、平衡型SAWフィルタと略す)の実用化が
進められている。
At present, a so-called unbalanced input-balanced output type SA in which an SAW filter has an unbalanced-balanced conversion function or a balanced-unbalanced conversion function without using a balun element.
Practical use of a W filter or a balanced input-unbalanced output type SAW filter (hereinafter, abbreviated as a balanced type SAW filter) is in progress.

【0008】しかしながら、例えば、図7に示すような
従来の平衡型SAWフィルタJは、設計上、大きな比帯
域幅を得るのが困難である。それに対して、不平衡型S
AWフィルタは大きな比帯域幅を得ることができる反
面、バラン素子が必要になり、装置全体が大面積化する
といった問題がある。なお、図7において、D1は櫛歯
状のIDT電極、D2は反射器電極であり、I1は入力
端子、O1,O2はそれぞれ出力端子を示す。
However, for example, the conventional balanced SAW filter J as shown in FIG. 7 is difficult to obtain a large fractional bandwidth due to its design. On the other hand, unbalanced S
Although the AW filter can obtain a large fractional bandwidth, it has a problem that a balun element is required and the entire device becomes large in area. In FIG. 7, D1 is a comb-shaped IDT electrode, D2 is a reflector electrode, I1 is an input terminal, and O1 and O2 are output terminals.

【0009】そこで本発明は、上記事情に鑑みて提案さ
れたものであり、その目的は大きな比帯域幅を有し小型
化が可能な優れた不平衡入力−平衡出力型あるいは平衡
入力−不平衡出力型の弾性表面波装置を提供することに
ある。
Accordingly, the present invention has been proposed in view of the above circumstances, and has as its object to provide an excellent unbalanced input-balanced output type or balanced input-unbalanced type having a large fractional bandwidth and capable of miniaturization. An object of the present invention is to provide an output type surface acoustic wave device.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の弾性表面波装置
は、入力電極及び出力電極が形成された基体上に、前記
入力電極又は出力電極に接続され平衡−不平衡変換又は
不平衡−平衡変換を行うバラン素子と、圧電基板上に前
記バラン素子に接続される励振電極を形成した弾性表面
波素子とを順次重ねて配置して成る。
According to the present invention, there is provided a surface acoustic wave device comprising: a substrate on which an input electrode and an output electrode are formed; and a balanced-unbalanced conversion or an unbalanced-balanced connected to the input or output electrode. A balun element for performing conversion and a surface acoustic wave element having an excitation electrode connected to the balun element on a piezoelectric substrate are sequentially stacked and arranged.

【0011】また、積層配線基板から成るバラン素子上
に、該バラン素子に接続される励振電極を形成した圧電
基板から成る弾性表面波素子を収容したパッケージを配
設してもよい。すなわち、励振電極を形成した圧電基板
から成る弾性表面波素子を収容したパッケージの外部端
子面を、上面に接続端子を有する積層配線基板から成る
バラン素子上に載置した実装構成とする。
Further, a package may be provided on a balun element composed of a laminated wiring substrate, in which a surface acoustic wave element composed of a piezoelectric substrate having excitation electrodes connected to the balun element is accommodated. That is, the package is configured such that the external terminal surface of the package accommodating the surface acoustic wave element composed of the piezoelectric substrate on which the excitation electrode is formed is mounted on the balun element composed of the laminated wiring substrate having the connection terminals on the upper surface.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る弾性表面波装
置の実施形態について図面に基づき詳細に説明する。
Embodiments of a surface acoustic wave device according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0013】図1(a),(b)は、それぞれ弾性表面
波装置S1の縦断面図,横断面図である。図1に示すよ
うに、弾性表面波装置S1は後記する入力電極及び出力
電極が形成され、セラミック等から成るパッケージ3を
構成する基体34上に、入力電極又は出力電極に接続さ
れ、平衡−不平衡変換又は不平衡−平衡変換を行うセラ
ミック等で構成された積層配線基板から成るバラン素子
2と、圧電基板15上にバラン素子2に電気的に接続さ
れる励振電極等の電極11から成るSAW素子1とを順
次重ねて配置して成る。
FIGS. 1A and 1B are a longitudinal sectional view and a transverse sectional view, respectively, of a surface acoustic wave device S1. As shown in FIG. 1, the surface acoustic wave device S1 has input electrodes and output electrodes described later formed thereon, and is connected to the input electrodes or output electrodes on a base 34 constituting a package 3 made of ceramic or the like. A SAW composed of a balun element 2 composed of a laminated wiring board made of ceramic or the like for performing a balanced conversion or an unbalanced-balanced conversion, and an electrode 11 such as an excitation electrode electrically connected to the balun element 2 on a piezoelectric substrate 15. The element 1 is arranged by being sequentially superposed.

【0014】ここで、パッケージ3は上記基体34上
に、第1枠体33,第2枠体32,蓋体31が積層され
て構成されている。バラン素子2はフリップチップ法に
より基体34上の所定位置に載置固定されている。さら
に、SAW素子1はバラン素子2上にシリコン樹脂等の
接着部材により接着され載置固定されている。なお、w
はAu線等から成るワイヤーであり、SAW素子1とバ
ラン素子2、SAW素子1とパッケージ3、バラン素子
2とパッケージ3との間で配線が施されている。また、
図中、12〜14はそれぞれ電極パッドを示す。
Here, the package 3 is configured by laminating a first frame 33, a second frame 32, and a lid 31 on the base 34. The balun element 2 is mounted and fixed at a predetermined position on the base 34 by a flip chip method. Further, the SAW element 1 is mounted and fixed on the balun element 2 with an adhesive member such as silicon resin. Note that w
Is a wire made of an Au wire or the like, and is wired between the SAW element 1 and the balun element 2, between the SAW element 1 and the package 3, and between the balun element 2 and the package 3. Also,
In the figure, 12 to 14 indicate electrode pads, respectively.

【0015】図2(a)はSAW素子1とバラン素子2
により形成される複合素子の縦断面を、図2(b),
(c)はその平面形状を図示したものである。なお、図
2(b)は絶縁体層41は断面形状を示している。
FIG. 2A shows a SAW element 1 and a balun element 2.
The vertical cross section of the composite device formed by
(C) illustrates the planar shape. FIG. 2B shows the cross-sectional shape of the insulator layer 41.

【0016】図2(a)〜(c)に示すように、バラン
素子2は絶縁体層と導電体パターンとが多層に積層され
た積層配線基板であり、上部層4と下部層5とから成
る。上部層4は絶縁体層42,導電体パターン43,こ
の導電体パターン43を外部に露出させる開口部41a
を有する絶縁体層41から成る。また、下部層5は絶縁
体層51と導電体パターン52とから成り、導電体パタ
ーン52はピンホールを通じて外部と接続できるように
形成されており、出力端子部52a,52b、グランド
端子部52cを有している。すなわち、これら端子部は
パッケージ3に形成された電極に接続される。
As shown in FIGS. 2A to 2C, the balun element 2 is a multilayer wiring board in which an insulating layer and a conductor pattern are stacked in multiple layers. Become. The upper layer 4 includes an insulator layer 42, a conductor pattern 43, and an opening 41a for exposing the conductor pattern 43 to the outside.
And an insulator layer 41 having The lower layer 5 is composed of an insulator layer 51 and a conductor pattern 52. The conductor pattern 52 is formed so as to be connectable to the outside through pinholes, and the output terminal sections 52a and 52b and the ground terminal section 52c are formed. Have. That is, these terminals are connected to the electrodes formed on the package 3.

【0017】導電体パターン43はAu等の金属から成
る電極であり、インダクタ成分を持つように設計し、螺
旋型やミアンダ型の形状等に形成される。また、その両
端をボンディングパッドに接続し、ワイヤーを介して、
一方はSAW素子1へ、他方はパッケージ3の後記する
グランド電極へ接続される。
The conductor pattern 43 is an electrode made of a metal such as Au, is designed to have an inductor component, and is formed in a spiral or meander shape or the like. In addition, connect both ends to the bonding pad, and through the wire,
One is connected to the SAW element 1 and the other is connected to a ground electrode to be described later on the package 3.

【0018】導電体パターン52も導電体パターン43
と同様な材質,特性を有するように設計されており、そ
の両端及び中間部が、絶縁体層51のピンホールを介し
てバラン素子の裏面に形成したパッドと接続するように
形成されている。バラン素子2の裏面側の両端のパッド
52a,52bはそれぞれパッケージ3の後記する出力
1電極、出力2電極へ接続され、中間部のパッド52c
はパッケージ3の後記するグランド電極へ接続される。
The conductor pattern 52 is also a conductor pattern 43.
It is designed to have the same material and characteristics as those described above, and both ends and an intermediate portion thereof are formed so as to be connected to pads formed on the back surface of the balun element through pin holes of the insulator layer 51. Pads 52a and 52b at both ends on the back surface side of the balun element 2 are connected to output 1 electrodes and output 2 electrodes described later on the package 3, respectively, and a pad 52c at an intermediate portion is provided.
Are connected to a ground electrode described later in the package 3.

【0019】図3(a),(b)はパッケージを構成す
る一部層の平面を示す図である。図3(a)に示すよう
に、第1枠体33において入力電極33a及びグランド
電極33b,33cが形成されている。また、図3
(b)に示すように、基体34には、入力電極34a、
出力1電極34b、出力2電極34c及びグランド電極
34dが構成されている。ここで、破線で示す位置に前
記SAW素子とバラン素子の複合素子が載置固定され
る。複合素子の裏面に形成された電極とパッケージの電
極は、フリップチップ法によりそれぞれ接続され、導通
がとれる構成となっている。
FIGS. 3 (a) and 3 (b) are views showing planes of partial layers constituting a package. As shown in FIG. 3A, an input electrode 33a and ground electrodes 33b and 33c are formed in the first frame 33. FIG.
As shown in (b), the base 34 has input electrodes 34a,
An output 1 electrode 34b, an output 2 electrode 34c, and a ground electrode 34d are configured. Here, the composite element of the SAW element and the balun element is mounted and fixed at a position indicated by a broken line. The electrodes formed on the back surface of the composite element and the electrodes of the package are connected by a flip-chip method, respectively, so that conduction is obtained.

【0020】上記のような構成により、弾性表面波装置
S1に入力した不平衡な信号はSAW素子1、バラン素
子2を通過し、平衡な信号に変換され出力することがで
きる。また、SAW素子は不平衡型SAWフィルタでも
問題が無いため、大きな比帯域幅を得る設計が可能であ
る。また、また、従来のバラン素子を平面的に配置して
接続した弾性表面波装置より1/2以下の実装面積とな
り、小型化を実現することができる。
With the above configuration, the unbalanced signal input to the surface acoustic wave device S1 can pass through the SAW element 1 and the balun element 2 and be converted into a balanced signal and output. Further, since the SAW element has no problem even with an unbalanced SAW filter, it is possible to design a large fractional bandwidth. Further, the mounting area is less than 1/2 of that of the conventional surface acoustic wave device in which the balun elements are arranged and connected in a plane, and the size can be reduced.

【0021】次に、図5(a)に縦断面図、図5(b)
に横断面図を示す弾性表面波装置S2について説明す
る。弾性表面波装置S2は、上面に接続端子部7aを形
成した積層配線基板から成るバラン素子7上に、SAW
素子6を収容し下部に接続端子部(外部端子面)85を
形成したパッケージ8を配設したものであり、バラン素
子7にはSAW素子6を構成する櫛歯状の励振電極61
aや反射器電極61b等の電極61、入出力パッド62
〜64に接続されており、これらは圧電基板65上に形
成されている。
Next, FIG. 5A is a longitudinal sectional view, and FIG.
The surface acoustic wave device S2 shown in FIG. The surface acoustic wave device S2 includes a SAW device on a balun element 7 composed of a laminated wiring substrate having a connection terminal portion 7a formed on the upper surface.
A package 8 accommodating the element 6 and having a connection terminal portion (external terminal surface) 85 formed at a lower portion is provided. The balun element 7 has a comb-shaped excitation electrode 61 constituting the SAW element 6.
a, an electrode 61 such as a reflector electrode 61b, an input / output pad 62
To 64, which are formed on the piezoelectric substrate 65.

【0022】ここで、パッケージ8は基体84上に、第
1枠体83,第2枠体82,蓋体81が積層されて構成
されており、このパッケージ8の下面にバラン素子7が
導電性の接着部材及び電極層を介して接合されている。
なお、wはAu線等から成るワイヤーでありSAW素子
6とパッケージ8との間で配線されている。また、図
中、62〜64は電極パッドであり、83a〜83cは
第1枠体83に形成された電極パターンである。
Here, the package 8 is configured by laminating a first frame 83, a second frame 82, and a lid 81 on a base 84, and the balun element 7 is electrically conductive on the lower surface of the package 8. Are bonded via an adhesive member and an electrode layer.
Note that w is a wire made of an Au wire or the like, and is wired between the SAW element 6 and the package 8. In the drawing, 62 to 64 are electrode pads, and 83 a to 83 c are electrode patterns formed on the first frame 83.

【0023】また、SAW素子6はフェイスアップ実装
またはフリップチップ法によりパッケージ8内の基体8
4上の所定位置に載置固定され、Au線等から成るワイ
ヤーにより電気的配線が施された形状となっている。そ
して、パッケージ8のシートおよびバラン素子7のシー
トをエポキシ等の接着樹脂および高温はんだにより機械
的且つ電気的に接続且つ載置固定されている。
The SAW element 6 is mounted on the base 8 in the package 8 by face-up mounting or flip chip method.
4 is mounted and fixed at a predetermined position, and has a shape in which electrical wiring is provided by a wire such as an Au wire. The sheet of the package 8 and the sheet of the balun element 7 are mechanically and electrically connected and mounted and fixed by an adhesive resin such as epoxy or high-temperature solder.

【0024】図6(a)はバラン素子7の積層構造を説
明する縦断面図であり、図6(b)〜(e)は各層の横
断面図を示す。図6に示すように、バラン素子7の場合
も上述のごとく絶縁体層と導電体パターンとが多層に積
層された積層配線基板であり、上部層9と下部層10と
から成る。上部層9は絶縁体層92,導電体パターン9
3,絶縁体層91から成る。また、下部層10は絶縁体
層101と導電体パターン102とから成り、導電体パ
ターン102はピンホールを通じて外部と接続させるよ
うに形成されており、出力端子部102a,102b、
グランド端子部102cを有している。
FIG. 6A is a longitudinal sectional view for explaining the laminated structure of the balun element 7, and FIGS. 6B to 6E are transverse sectional views of each layer. As shown in FIG. 6, the balun element 7 is also a multilayer wiring board in which an insulator layer and a conductor pattern are stacked in multiple layers as described above, and includes an upper layer 9 and a lower layer 10. The upper layer 9 includes an insulator layer 92 and a conductor pattern 9.
3, composed of an insulator layer 91; The lower layer 10 is composed of an insulator layer 101 and a conductor pattern 102. The conductor pattern 102 is formed so as to be connected to the outside through pinholes, and the output terminal portions 102a, 102b,
It has a ground terminal portion 102c.

【0025】絶縁体層91の上面にはパッケージ8と電
気的に接続されるパッドが最低3個以上形成されてい
る。ここで、パッド93aはパッケージ8への入力信号
との接合用、パッド93bはパッケージ8からの不平衡
信号出力との接合用、パッド93c〜93eはパッケー
ジ8のグランド電極との接合用、パッド93fはであ
る。
At least three or more pads electrically connected to the package 8 are formed on the upper surface of the insulator layer 91. Here, a pad 93a is for bonding to an input signal to the package 8, a pad 93b is for bonding to an unbalanced signal output from the package 8, pads 93c to 93e are for bonding to a ground electrode of the package 8, and a pad 93f. Is

【0026】これらパッドは、フィルタ回路として考慮
した場合、入力用のグランドと出力用のグランドを分離
し、且つグランドの質を高める目的で多数個配置するこ
とが好適といえる。
When these pads are considered as a filter circuit, it is preferable to arrange a large number of these pads for the purpose of separating the input ground and the output ground and improving the quality of the ground.

【0027】絶縁層92上にはAu、Ag、Cu等の金属から
成る導電体パターン93が形成されており、この導電体
パターンはインダクタ成分を持つように設計され、上述
したようにら旋型やミアンダ型の形状等で細長く形成す
るため、特に、高周波の場合は表皮効果による導電損に
よりインダクタンスのQ値が劣化しないよう配慮するこ
とが重要である。また、両端がビアを経由し、パッケー
ジ8からの不平衡信号の電極接合用のパッドおよびPK
Gグランドとそれぞれ接続される。
A conductor pattern 93 made of a metal such as Au, Ag, or Cu is formed on the insulating layer 92. The conductor pattern is designed to have an inductor component, and has a spiral shape as described above. In particular, in the case of a high frequency, it is important to take care that the Q value of the inductance is not deteriorated due to the conductive loss due to the skin effect. In addition, both ends pass through vias, and pads and PK for electrode bonding of unbalanced signals from the package 8 are used.
Connected to G ground.

【0028】絶縁層101には所定位置にビアホールが
形成されており、導電体パターン102が上記導電体パ
ターン93と同様にして形成されている。また、両端お
よび中間部が、絶縁体層101のビアホールを介して裏
面側のパッドと接続するように形成されている。ここで
裏面側の両端のパッドはそれぞれ平衡出力になり出力
1、出力2となる。また、中間部のパッドはパッケージ
8のグランド電極へ接続され、電気的な中性点となる。
Via holes are formed at predetermined positions in the insulating layer 101, and a conductor pattern 102 is formed in the same manner as the conductor pattern 93. Further, both ends and an intermediate portion are formed so as to be connected to pads on the back surface side via via holes in the insulator layer 101. Here, the pads at both ends on the back side have balanced outputs, and become output 1 and output 2, respectively. The pad in the middle is connected to the ground electrode of the package 8 and serves as an electrical neutral point.

【0029】上述したように、導体損,誘電損等からバ
ラン素子7では損失が発生する。このような損失発生を
低減するためには、電極材料に導電性の良好なAg,Au,Cu
等の金属が好適であるため、バラン素子7の構造材料は
850℃から1050℃程度で焼成可能な低温焼成材料
を使用するのが望ましい。また、インピーダンス整合や
インダクタンスの値、および電極容量の最適化を考慮す
ると材料の比誘電率は4〜9程度が好適な範囲といえ
る。また、バラン素子7とパッケージ8との接続はエポ
キシ樹脂により固定載置されているため、SAW素子6
の実装時におけるはんだ熱により不具合を発生すること
はないが、この接続にはSAW素子6の実装時のはんだ
温度である約240℃よりも高温の約320℃が融点の
高温はんだを用いることが好適である。
As described above, loss occurs in the balun element 7 due to conductor loss, dielectric loss, and the like. In order to reduce such loss, Ag, Au, Cu
It is desirable to use a low-temperature fired material that can be fired at about 850 ° C. to 1050 ° C. as the structural material of the balun element 7 because such a metal is preferable. Considering the impedance matching, the value of the inductance, and the optimization of the electrode capacitance, the relative permittivity of the material is preferably in the range of about 4 to 9. Further, since the connection between the balun element 7 and the package 8 is fixedly mounted with epoxy resin, the SAW element 6
Although no problem occurs due to the solder heat at the time of mounting, the connection uses a high-temperature solder having a melting point of about 320 ° C. which is higher than about 240 ° C. which is the solder temperature at the time of mounting the SAW element 6. It is suitable.

【0030】上記のような構成により、弾性表面波装置
に入力した不平衡な信号はSAW素子で信号濾過され、
バラン素子を通過し、平衡な信号に変換され出力するこ
とが出来る。また、SAW素子は不平衡型SAWフィル
タでも問題が無いため、大きな比帯域幅を得る設計が可
能である。また、従来のバラン素子を平面的に配置して
接続した弾性表面波装置より1/2以下の実装面積とな
り、小型化を実現することができる。
With the above configuration, the unbalanced signal input to the surface acoustic wave device is filtered by the SAW element,
After passing through the balun element, it can be converted into a balanced signal and output. Further, since the SAW element has no problem even with an unbalanced SAW filter, it is possible to design a large fractional bandwidth. In addition, the mounting area is less than half the surface area of a conventional surface acoustic wave device in which balun elements are arranged and connected in a plane, so that downsizing can be realized.

【0031】なお、本発明は上記の実施形態に限定され
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種
々の変更は何等差し支えない。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various changes may be made without departing from the scope of the present invention.

【0032】[0032]

【実施例】以下に、本発明に係る弾性表面波装置のより
具体的な実施例について説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, more specific embodiments of the surface acoustic wave device according to the present invention will be described.

【0033】〔実施例1〕図1に示すSAW素子及びバ
ラン素子を用い複合素子を形成し、パッケージに実装す
ることにより作製した。
Example 1 A composite device was formed by using the SAW device and the balun device shown in FIG. 1 and mounted on a package.

【0034】具体的には、紫外線(Deep-UV) を用いた密
着露光機によるフォトリソグラフィ法により、36°Yカ
ットのLiTaO3 (タンタル酸リチウム、以下、LTと
略す)単結晶からなる圧電基板上に、単結晶のX軸との
成す角度θ=0°となるSAWの伝搬方向に、SAWフ
ィルタ用のレジストのネガパターンを形成した。
More specifically, a piezoelectric substrate made of a 36 ° Y-cut LiTaO 3 (lithium tantalate, hereinafter abbreviated as LT) single crystal by a photolithography method using a contact exposure apparatus using ultraviolet (Deep-UV). A negative pattern of a resist for a SAW filter was formed on the SAW in the propagation direction of the SAW at an angle θ = 0 ° with respect to the X axis of the single crystal.

【0035】次いで、上記ネガパターン上に電子ビーム
蒸着機でAlを形成した。その後、レジスト剥離液中で不
要なAlをリフトオフし、IDT電極等の微細な回路パタ
ーンを形成した。
Next, Al was formed on the negative pattern by an electron beam evaporator. Then, unnecessary Al was lifted off in the resist stripping solution to form a fine circuit pattern such as an IDT electrode.

【0036】その後、電子ビーム蒸着機によりIDT電
極の保護用であるSi膜を圧電基板全面に形成した。次
に、パターニングの終了した圧電基板を個々のSAWフ
ィルタ毎にダイシング法でカットし、個々のSAW素子
を形成した。
Thereafter, a Si film for protecting the IDT electrode was formed on the entire surface of the piezoelectric substrate by an electron beam evaporation machine. Next, the piezoelectric substrate after the patterning was cut by a dicing method for each individual SAW filter to form individual SAW elements.

【0037】次に、セラミック基板の所定の箇所に直径
約0.2mm のピンホールを形成し、図2の43及び52に
示すAuからなる電極パターンを形成した。次に、各セラ
ミック基板を焼成,接合して、その上に図2の4に示す
ワイヤボンディング用のパッド以外の部分に、SiO2
から成る絶縁膜を成膜した。次にパターニングの終了し
たセラミック基板を個々のバラン素子にダイシング法で
カットし、個々のバラン素子を形成した。
Next, pinholes having a diameter of about 0.2 mm were formed at predetermined locations on the ceramic substrate, and electrode patterns made of Au shown at 43 and 52 in FIG. 2 were formed. Next, each of the ceramic substrates is fired and bonded, and SiO 2 is formed on portions other than the wire bonding pads shown in FIG.
Was formed. Next, the patterned ceramic substrate was cut into individual balun elements by a dicing method to form individual balun elements.

【0038】次に、バラン素子の上にSAW素子をシリ
コン樹脂により接着し、載置固定し、SAW素子とバラ
ン素子の複合素子を形成した。次に、前記複合素子をS
MD(Surface Mounted Device:表面実装素子)用のパッ
ケージ内にフリップチップ実装法により接着し、載置固
定した。
Next, a SAW element was bonded onto the balun element with a silicone resin, and was mounted and fixed to form a composite element of the SAW element and the balun element. Next, the composite device is
It was adhered and mounted and fixed in a package for MD (Surface Mounted Device) by a flip chip mounting method.

【0039】次に、上記パッケージ内の複合素子につい
て30μmφ(直径30μm)のAuワイヤーをパッケージの
電極パッドと複合素子、及びSAW素子と複合素子とを
接続するよう超音波ボンディングした後、パッケージリ
ッドを被せ接着し、SAWフィルタのパッケージングを
終了した。
Next, for the composite element in the package, an Au wire of 30 μmφ (diameter 30 μm) was ultrasonically bonded so as to connect the electrode pad of the package to the composite element and the SAW element to the composite element. The cover was adhered, and the packaging of the SAW filter was completed.

【0040】このSAWフィルタをマルチポートのネッ
トワークアナライザに接続し、挿入損失の周波数特性を
測定した。その結果、図4に示すように、通過帯域が大
きく、かつ、平衡型の特性を示した。
The SAW filter was connected to a multi-port network analyzer, and the frequency characteristics of insertion loss were measured. As a result, as shown in FIG. 4, the pass band was large, and a balanced type characteristic was exhibited.

【0041】〔実施例2〕次に、図5に示す積層配線基
板から成るバラン素子上に、該バラン素子に接続される
励振電極を形成した圧電基板から成るSAW素子を収容
したパッケージを配設して成る弾性表面波装置の具体的
な実施例について説明する。
[Embodiment 2] Next, a package accommodating a SAW element composed of a piezoelectric substrate on which an excitation electrode connected to the balun element is formed is disposed on the balun element composed of the laminated wiring substrate shown in FIG. A specific example of the surface acoustic wave device thus configured will be described.

【0042】紫外線(Deep-UV) を用いた密着露光機によ
るフォトリソグラフィ法により、36°YカットのLiT
aO3 タンタル酸リチウム、以下、LTと略す)単結晶か
らなる圧電基板上に、単結晶のX軸との成す角度θ=0
°となるSAWの伝搬方向に、SAWフィルタ用のレジ
ストのネガパターンを形成した。
By a photolithography method using a contact exposure device using ultraviolet light (Deep-UV), a 36 ° Y-cut LiT
aO 3 Lithium tantalate, abbreviated as LT) On a piezoelectric substrate made of a single crystal, an angle θ = 0 with respect to the X axis of the single crystal is formed.
A negative resist pattern for a SAW filter was formed in the direction of SAW propagation.

【0043】次いで、上記ネガパターン上に電子ビーム
蒸着機でAlを形成した。その後、レジスト剥離液中で不
要なAlをリフトオフし、IDT電極等の微細な回路パタ
ーンを形成した。
Next, Al was formed on the negative pattern by an electron beam evaporator. Then, unnecessary Al was lifted off in the resist stripping solution to form a fine circuit pattern such as an IDT electrode.

【0044】その後、電子ビーム蒸着機によりIDT電
極の保護用であるSi膜を圧電基板全面に形成した。次
に、パターニングの終了した圧電基板を個々のSAWフ
ィルタ毎にダイシング法でカットし、個々のSAW素子
を形成した。
Thereafter, a Si film for protecting the IDT electrode was formed on the entire surface of the piezoelectric substrate by an electron beam evaporator. Next, the piezoelectric substrate after the patterning was cut by a dicing method for each individual SAW filter to form individual SAW elements.

【0045】次に、低温焼成基板材質のガラスセラミッ
ク基板に図6に示す所定位置に直径約0.2mm のビアホー
ルを形成し、図6の93および102に示すAgからなる
電極パターンを形成した。次に、各セラミック基板を約
900℃の温度で焼成、ラミネート接合した。
Next, a via hole having a diameter of about 0.2 mm was formed in a predetermined position shown in FIG. 6 on a glass ceramic substrate made of a low-temperature fired substrate material, and an electrode pattern made of Ag shown in 93 and 102 in FIG. 6 was formed. Next, each of the ceramic substrates was fired at a temperature of about 900 ° C. and laminated.

【0046】次に、前記SAWチップをシート状のSM
D(Surface Mounted Device:表面実装素子)用のパッケ
ージ内にフェイスアップにより接着し、載置固定した。
さらに、上記バラン素子シート上面にエポキシ接着剤お
よびはんだペーストを塗布し、パッケージシートをパタ
ーンを合わせて積層し、350℃の炉中にて電気的かつ
機械的に接合した。
Next, the SAW chip is replaced with a sheet-like SM.
It was adhered by face-up in a package for D (Surface Mounted Device) and mounted and fixed.
Further, an epoxy adhesive and a solder paste were applied to the upper surface of the balun element sheet, and the package sheets were laminated in a matched pattern, and were electrically and mechanically joined in a furnace at 350 ° C.

【0047】次に、上記シートのパッケージキャビティ
ー内に上記SAW素子をシリコン系の接着部材にて搭載
し、150℃にて1時間硬化した。この後、SAW素子
とパッケージの電気的接続を30μmφ(直径30μm)の
Auワイヤーを用いて超音波ボンディングした後、パッケ
ージリッドを被せ接着し、SAWフィルタのパッケージ
ングを終了した。
Next, the SAW element was mounted in the package cavity of the sheet with a silicon-based adhesive member and cured at 150 ° C. for 1 hour. Thereafter, the electrical connection between the SAW element and the package is made 30 μmφ (diameter 30 μm).
After ultrasonic bonding using an Au wire, a package lid was put on and bonded, and the packaging of the SAW filter was completed.

【0048】この後、ダイシングソーにてパッケージを
分割し、1シートから約300個のバラン素子と弾性表
面波フィルタからなる弾性表面波装置を完成した。
Thereafter, the package was divided by a dicing saw to complete a surface acoustic wave device comprising about 300 balun elements and a surface acoustic wave filter from one sheet.

【0049】この弾性表面波装置をマルチポートのネッ
トワークアナライザに接続し、挿入損失の周波数特性を
測定した。その結果、実施例1と同様に通過帯域が大き
く、かつ、平衡型の特性を示した。
The surface acoustic wave device was connected to a multi-port network analyzer, and the frequency characteristics of insertion loss were measured. As a result, as in the case of the first embodiment, the pass band was large and the characteristics of the balanced type were exhibited.

【0050】[0050]

【発明の効果】本発明の弾性表面波装置によれば、弾性
表面波素子をバラン素子上に接着及び配線を行った複合
素子を形成し、その複合素子をフリップチップ実装によ
りパッケージに搭載することにより、従来の平衡型フィ
ルタより比帯域幅を大きく設計することが可能で、しか
も従来のバラン素子を配線した弾性表面波装置より大幅
に小型化することが可能となる。
According to the surface acoustic wave device of the present invention, a composite element is formed by bonding and wiring a surface acoustic wave element on a balun element, and the composite element is mounted on a package by flip-chip mounting. Accordingly, the bandwidth ratio can be designed to be larger than that of a conventional balanced filter, and the size can be significantly reduced compared to a surface acoustic wave device in which a conventional balun element is wired.

【0051】また、弾性表面波素子を収容したパッケー
ジの外部端子面を、上面に接続端子を有する積層配線基
板から成るバラン素子上に載置することでも上記と同様
な効果を奏する弾性表面波装置を提供することができ
る。
A surface acoustic wave device having the same effect as described above can also be obtained by mounting the external terminal surface of the package containing the surface acoustic wave element on a balun element composed of a laminated wiring board having connection terminals on the upper surface. Can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る弾性表面波装置の一例を説明する
図であり、(a)は縦断面図、(b)は横断面図であ
る。
1A and 1B are diagrams illustrating an example of a surface acoustic wave device according to the present invention, wherein FIG. 1A is a longitudinal sectional view and FIG. 1B is a transverse sectional view.

【図2】本発明に係るSAW素子及びバラン素子の一例
を説明する図であり、(a)は縦断面図、(b),
(c)は平面図である。
FIGS. 2A and 2B are diagrams illustrating an example of a SAW element and a balun element according to the present invention, wherein FIG.
(C) is a plan view.

【図3】(a),(b)はそれぞれ本発明に係るパッケ
ージの層構造を説明する平面図である。
FIGS. 3A and 3B are plan views each illustrating a layer structure of a package according to the present invention.

【図4】本発明に係る弾性表面波装置の挿入損失の周波
数特性を測定したグラフである。
FIG. 4 is a graph showing a measured frequency characteristic of insertion loss of the surface acoustic wave device according to the present invention.

【図5】本発明に係る他の弾性表面波装置の一例を説明
する図であり、(a)は縦断面図、(b)は横断面図で
ある。
5A and 5B are diagrams illustrating an example of another surface acoustic wave device according to the present invention, wherein FIG. 5A is a longitudinal sectional view and FIG. 5B is a transverse sectional view.

【図6】本発明に係る他のバラン素子の一例を説明する
図であり、(a)は縦断面図、(b)〜(e)は各層を
示す平面図である。
6A and 6B are diagrams illustrating an example of another balun element according to the present invention, in which FIG. 6A is a longitudinal sectional view, and FIGS. 6B to 6E are plan views illustrating respective layers.

【図7】従来の平衡型SAWフィルタを説明する平面図
である。
FIG. 7 is a plan view illustrating a conventional balanced SAW filter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,6:SAW素子 11,61:電極 2,7:バラン素子 3,8:パッケージ 32,82:第2枠体 33,83:第1枠体 34,84:基体 4,9:上部層 41:絶縁体層 43:導電体パターン 5,10:下部層 51,101:絶縁体層 52,102:導電体パターン 15,65:圧電基板 S1,S2:弾性表面波装置 1, 6: SAW element 11, 61: electrode 2, 7: balun element 3, 8: package 32, 82: second frame 33, 83: first frame 34, 84: base 4, 9: upper layer 41 : Insulator layer 43: Conductor pattern 5, 10: Lower layer 51, 101: Insulator layer 52, 102: Conductor pattern 15, 65: Piezoelectric substrate S1, S2: Surface acoustic wave device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5J097 AA12 AA19 AA29 BB11 GG03 HA02 HA04 HA07 HA08 JJ09 KK04 KK10 LL01  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5J097 AA12 AA19 AA29 BB11 GG03 HA02 HA04 HA07 HA08 JJ09 KK04 KK10 LL01

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入力電極及び出力電極が形成された基体
上に、前記入力電極又は出力電極に接続され、平衡−不
平衡変換又は不平衡−平衡変換を行うバラン素子と、圧
電基板上に前記バラン素子に接続される励振電極を形成
した弾性表面波素子とを順次重ねて配置した弾性表面波
装置。
A balun element connected to the input electrode or the output electrode for performing a balanced-unbalanced conversion or an unbalanced-balanced conversion, on a substrate on which an input electrode and an output electrode are formed; and A surface acoustic wave device in which surface acoustic wave elements each having an excitation electrode connected to a balun element are sequentially superposed.
【請求項2】 励振電極を形成した圧電基板から成る弾
性表面波素子を収容したパッケージの外部端子面を、上
面に接続端子を有する積層配線基板から成るバラン素子
上に載置した弾性表面波装置。
2. A surface acoustic wave device in which an external terminal surface of a package accommodating a surface acoustic wave element formed of a piezoelectric substrate having excitation electrodes formed thereon is mounted on a balun element formed of a laminated wiring substrate having connection terminals on an upper surface. .
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