JP2000315933A - 多段結合型弾性表面波フィルタ - Google Patents

多段結合型弾性表面波フィルタ

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JP2000315933A
JP2000315933A JP11123142A JP12314299A JP2000315933A JP 2000315933 A JP2000315933 A JP 2000315933A JP 11123142 A JP11123142 A JP 11123142A JP 12314299 A JP12314299 A JP 12314299A JP 2000315933 A JP2000315933 A JP 2000315933A
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Eizo Otsuka
英三 大塚
Yuji Mizutani
祐司 水谷
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Abstract

(57)【要約】 【課題】多段結合型SAWフィルタ1の各々のSAWフ
ィルタ10,20におけるIDT間の干渉を防止しつ
つ、入出力端子の接続配線構造を簡略化して、SAWフ
ィルタ自体の面積が大きくなるのを抑えることができる
多段結合型SAWフィルタ1を提供する。 【解決手段】2つの弾性表面波フィルタ10,20に入
力用IDT及び出力用IDTの何れかが形成された主面
同士を、シールド板3を介して対峙してなる弾性表面波
フィルタ1であって、シールド板3の主面に入力IDT
及び出力IDTのそれぞれに接続する外部入力用端子3
3及び外部出力用端子34を形成した構成である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、弾性表面波(Surf
ace Acoustic Wave )フィルタ(以下、SAWフィルタ
という)に関し、特に、圧電基板上に櫛歯状電極指が互
いに噛み合ってなる入出力用のインターディジタルトラ
ンスデューサ(以下、「IDT」という)を具備したS
AWフィルタに関するものである。
【0002】
【従来の技術】携帯電話,テレビ,ビデオ等に用いられ
るSAWフィルタは、圧電基板の一方主面に、反射器電
極、入出力用IDT及び反射器電極が弾性表面波の伝搬
方向に沿って形成されており、このSAWフィルタを同
一基板上に2つ形成し、各SAWフィルタの入力ID
T,出力IDTを互いに接続(直列又は並列接続)させ
ることにより、全体のフィルタ特性に対して広域化した
り、損失を改善した多段結合型SAWフィルタが提案さ
れている。
【0003】しかしながら、従来の多段結合型SAWフ
ィルタは、圧電基板の同一面に2つのSAWフィルタが
形成されているので、構造的には圧電基板の形状が大型
化してしまう問題を有していた。
【0004】そこで、同一の圧電基板にSAWフィルタ
を形成するのに代えて、圧電基板の主面に反射器電極,
入出力IDT,反射器電極を形成したSAWフィルタを
2つ用意し、その圧電基板の一方主面同士を上下段に対
峙するように配した多段結合型SAWフィルタが提案さ
れいる(特開平8−288786号)。
【0005】このような多段結合型SAWフィルタにお
ける上段と下段のSAWフィルタの電気的接続について
は、例えば、外部からの信号が、まず、下段のSAWフ
ィルタの入力IDTに入力し、続いて、出力IDT,上
段のSAWフィルタの入力IDT,出力IDTの順で伝
搬するように接続される。なお、外部からの信号を下段
のSAWフィルタの入力IDTに入力させるには、下段
のSAWフィルタの端部に形成した外部入力用端子から
行われるように、また、上段のSAWフィルタの出力I
DTからの信号を出力させるには、上段のSAWフィル
タの端部に形成した外部出力用端子から行われるように
構成されている。
【0006】また、多段結合型SAWフィルタの外部入
力用端子及び外部出力用端子から外部の入出力信号回路
に接続するには、図8に示すような接続がなされる。即
ち、容器体100内に収納した下段のSAWフィルタ1
01の外部入力用端子102からワイヤーボンディング
103を介して外部入力回路端子104に接続され、こ
の外部入力回路端子104がビアホール105を通じて
外部端子106に接続される。一方、上段のSAWフィ
ルタ107に形成した外部出力用端子108は上下段の
SAWフィルタ101,107を電気的・機械的に接続
する導電性接着剤109を介して下段のSAWフィルタ
101に形成した外部出力用端子110に接続される。
この外部出力用端子110はワイヤボンディング111
を介して外部出力回路端子112に接続され、この外部
出力回路端子112はビアホール113を通じて外部端
子114に接続される。そして、外部端子106,11
4から直接、入出力信号回路に接続される。
【0007】このように、容器体100に収納された多
段結合型SAWフィルタはワイヤボンディング103,
111を介して外部入出力回路端子104,112に接
続されているが、ワイヤボンディング103,111の
接続を上側から容易に行うために、上段のSAWフィル
タ107よりも下段のSAWフィルタ101を大きく形
成している。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように下段のSAWフィルタ101がワイヤボンディン
グ103,111を行うための領域を大きくとると、多
段結合型SAWフィルタ全体の面積が大きくなるという
問題があった。また、ワイヤーボンディング103,1
11により外部入出力用端子102,110と外部入出
力回路104,112を接続するには、外部入力端子1
02や外部出力端子108,110と接続するSAWフ
ィルタ内の配線構造を複雑にせねばならず、しかも、ワ
イヤーボンディング103,111の作業自体が実装作
業効率を悪くするといった問題があった。さらに、SA
WフィルタのIDTが形成された主面同士を互いに対峙
させる構成をとると、互いのSAWフィルタのIDT間
には電磁界による結合(干渉)が生じ、これにより、通
過帯域外におけるフィールドスルーレベルが劣化してし
まうという問題もあった。
【0009】本発明は上述の課題に鑑みて案出されたも
のであり、その目的は、2つのSAWフィルタの一方主
面を互いに対峙させて配置しても、各々のSAWフィル
タにおけるIDT間の電磁的相互干渉を防止しつつ、入
出力端子の接続配線構造を簡略化した多段結合型SAW
フィルタを提供することにある。
【0010】また、本発明の他の目的は、SAWフィル
タ全体の面積が大きくなるのを抑えることができる多段
結合型SAWフィルタを提供することにある。また、本
発明の他の目的は、多段結合型SAWフィルタと外部配
線基板とをワイヤボンディングを介さずに簡単な構成で
接続することができる多段結合型SAWフィルタを提供
することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに本発明の多段結合型SAWフィルタは、圧電基板の
主面に入力用インターディジタルトランスデューサと出
力用インターディジタルトランスデューサを形成して成
る弾性表面波フィルタを2つ、その主面同士がシールド
板を介して対峙するように配置されている多段結合型弾
性表面波フィルタであって、前記シールド板の主面に、
一方の弾性表面波フィルタの入力用インターディジタル
トランスデューサに接続する外部入力用端子が、他方の
弾性表面波フィルタの出力インターディジタルトランス
デューサに接続する外部出力用端子が夫々形成されてい
ることを特徴とする。
【0012】本発明によれば、シールド板の主面に入力
IDT及び出力IDTのそれぞれに接続する外部入力用
端子及び外部出力用端子を形成したので、シールド板が
2つのSAWフィルタにおけるIDT間の電磁的相互干
渉を抑えながら入出力端子を兼ねることができ、この結
果、入出力端子に接続される入出力回路の接続配線構造
を簡略化することができる。また、2つのSAWフィル
タの圧電基板の大きさを実質的に同一にすることができ
SAWフィルタ自身の小型化が可能となる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の多段結合型SAW
フィルタを図面に基づいて説明する。図1は本発明の多
段結合型SAWフィルタの外観斜視図であり、図2は図
1の中のA−A線断面図であり、図3は、本発明の多段
結合型SAWフィルタを構成する第1のSAWフィルタ
の平面図、図4は第2のSAWフィルタの平面図であ
る。
【0014】図1において、1は多段結合型SAWフィ
ルタであり、10は第1のSAWフィルタ(以下、単に
SAWフィルタ10という)であり、20は第2のSA
Wフィルタ(以下、単にSAWフィルタ20という)で
あり、3はシールド板である。
【0015】本発明の多段結合型SAWフィルタ1は、
図1、図2に示すように、2つのSAWフィルタ10、
20が、その一方主面側が互いに対峙し、且つ、シール
ド板3を介在して配置されている。
【0016】また、SAWフィルタ10は、図3に示す
ように、矩形状の圧電基板11の一方主面に、すだれ状
の反射器電極14、入力用IDT12、出力用IDT1
3及び、すだれ状の反射器電極15が、弾性表面波の伝
搬方向に沿って配列されている。即ち、SAWフィルタ
10は縦結合型のSAWフィルタとなっている。
【0017】入力用IDT12は、互いに噛み合う一対
の櫛歯状電極指12a、12bからなり、例えば、一方
の櫛歯状電極指12aは外部回路の接地電位と接続する
電極パッド120aを備え、他方の櫛歯状電極指12b
は外部回路と接続し、入力信号端子となる電極パッド1
20bを備えている。
【0018】また、出力用IDT13は、互いに噛み合
う一対の櫛歯状電極指13a、13bからなり、各々の
櫛歯状電極指13a、13bは、他方のSAWフィルタ
20における入力用IDT22の電極パッド220a、
220bと接続するための電極パッド130a、130
bを備えている。なお、図において、例えば、電極パッ
ド130a(櫛歯状電極指13a)は接地電位となって
いる。
【0019】SAWフィルタ20は、図4に示すよう
に、矩形状の圧電基板21の一方主面に、すだれ状の反
射器電極24、一対の櫛歯状電極指22a、22bから
成る入力用IDT22、一対の櫛歯状電極指23a、2
3bから成る出力用IDT23及びすだれ状の反射器電
極25が弾性表面波の伝搬方向に沿って配列されてい
る。
【0020】そして、入力用IDT22の一対の櫛歯状
電極指22a、22bは、一方のSAWフィルタ10に
おける出力用IDT13の電極パッド130a、130
bに接続する電極パッド220a、220bを備えてい
る。なお、図において、例えば、電極パッド220a
(櫛歯状電極指22a)は接地電位となっている。
【0021】さらに出力用IDT23の一対の櫛歯状電
極指23a、23bは、多段結合型SAWフィルタ1全
体の出力信号を導出すべく、シールド板3の外部出力端
子34,接地用端子32と接続する電極パッド230
b、230aを備えている。なお、図において、例え
ば、電極パッド230a(櫛歯状電極指23a)は接地
電位となっている。
【0022】上述の圧電基板11、21は、所定カット
角、所定伝搬方向となるように切断処理された水晶、ニ
オブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、四ほう酸リチウ
ム、さらに、所定伝搬方向となるように分極処理された
PZT(チタン酸ジルコン酸鉛)、PZ(ジルコン酸
鉛)等から成る。
【0023】また、SAWフィルタ10、20の各櫛歯
状電極指、電極パッドを含む入力用IDT12、22、
出力用IDT13、23、反射器電極14、15、2
4、25は、例えばアルミニウム薄膜などからなり、そ
の厚みは0.1〜1μmで所定パターンに被着形成され
ている。また、各一対の櫛歯状電極指12a、12b、
23a、23bの電極指幅及び間隔は、例えば弾性表面
波の波長λに対して1/4λとなっている。
【0024】2つのSAWフィルタ10、20との間に
配置されるシールド板3は、少なくともとSAWフィル
タ10、20の入出力用IDT12、13、22、23
を上部に架設され得る形状となっている。このシールド
板3は、図5、図6に示すように例えば厚み0.1〜
0.5mmのエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂などの樹脂
フィルム31の両主面に、銅、アルミニウムなどの金属
導体膜からなる接地用端子32を被着形成して構成され
ている。なお、接地用端子32の形状は、メッシュ状又
はフィルム31の略全面を被着形成される。また、2つ
のSAWフィルタ10、20間で磁界の影響による干渉
を防ぐために樹脂フィルム31上に磁性体膜を形成し、
その上面に接地用端子32を形成してもよい。
【0025】また、シールド板3の両主面の一側端部に
は、接地用端子32以外に、外部入力用端子33,外部
出力用端子34,上下のSAWフィルタ10,20を接
続するフィルタ接続端子35が形成されている。なお、
各端子33,34,35は、接地用端子32と電気的に
分離するように絶縁部36,37,38を介して形成さ
れている。これらの形成された端子33,34,35は
接地用端子32と同じ材質が用いられる。
【0026】外部入力用端子33,フィルタ接続端子3
5は、シールド板3の一側端部で折り返して表裏面に形
成され、外部出力用端子34は表面側に形成されてい
る。そして、外部入力用端子33は、裏面側の端子部3
31がSAWフィルタ10の入力信号端子となる電極パ
ッド120bと対応して電気的に接続する。
【0027】また、外部出力用端子34は表面側の端子
部341がSAWフィルタ20の出力信号端子となる接
続パッド230bと対応して電気的に接続する。
【0028】また、フィルタ接続端子35は、裏面側の
端子面351がSAWフィルタ10の電極パッド130
bと、また、表面側の端子部352がSAWフィルタ2
0の電極パッド220aと対応し、夫々電気的に接続す
る。なお、図5では、シールド板3の一端面を介して表
裏の各端子部331,341,351,352が連なっ
ているが、各端子部領域内でスルーホールを介して接続
しても構わない。
【0029】さらに、外部入力用端子33と外部出力用
端子34が接近して配列する場合にフィールドスルーレ
ベルが劣化する場合には、両端子33,34を離して配
置しても良く両端子33,34の配置は自由に決めるこ
とができる。
【0030】2つのSAWフィルタ10,20とシール
ド板3との電気的な接続は、SAWフィルタ10の各電
極パッド120a、120b、130a、130b上に
はバンプ18a・・・を形成し、また、SAWフィルタ
20の電極パッド220a、220b、230a、23
0b上にバンプ18b・・・を形成し、各バンプ18
a,18bと各端子部331,341,351,352
との間に導電性接着剤を介して、また、バンプ18a,
18bの超音波融着によって行われる。各フィルタフィ
ルタ10,20の接地電位となる電極パッド120a,
130a,220a,230aは接地用端子32の形成
領域内で接続されている。
【0031】このような多段結合型SAWフィルタ1
は、シールド板3の外部入力用端子33を通じてSAW
フィルタ10の入力用IDT12に入力された信号が、
出力用IDT13に伝搬され、さらにSAWフィルタ2
0の入力用IDT22に接続され、さらに出力用IDT
23に伝搬される。そして、その間で2つのSAWフィ
ルタ10、20の直列的な接続によって規定される所定
フィルタ特性に応じた信号が抽出できる。この信号は、
SAWフィルタ20の出力用IDT23の電極パッド2
30bと接続するシールド板3の外部出力用端子34か
ら導出されることになる。
【0032】このような多段結合型SAWフィルタ1
は、以下のようにして形成される。なお、圧電基板1
1、21に水晶板を用いた例で説明する。
【0033】先ず、水晶板を所定結晶軸、伝搬方向を考
慮して所定厚みにスライスし、その後、両面に鏡面加工
を施してウエハを形成する。このウエハ上に複数のSA
Wフィルタ10を形成する。例えば、各フィルタ領域
に、入力用IDT12、出力用IDT13、反射器電極
14、15及び各電極パッド120a、120b、13
0a、130bを形成する。具体的には、薄膜技法によ
りアルミニウム薄膜を被着形成し、その後所定パターン
に応じてレジストを被着形成し、露光・現像により入出
力用IDT12、13、反射器電極14、15、各電極
パッド120a、120b、130a、130bのパタ
ーンニングを行ない、残存するレジスト膜を除去して洗
浄を行なう。
【0034】そして、電極パッド130a、130b上
にAuなどのバンプ18aを、ワイヤーボンディング及
び切断により形成する。その後、ウエハをダイシングに
より各フィルタ領域に切断することにより、バンプ18
aを有するSAWフィルタ10を形成する。また、同様
にバンプ18bを有するSAWフィルタ20についても
形成する。本発明の多段結合型SAWフィルタ1では、
信号の入出力をシールド板3で達成しており、SAWフ
ィルタ10,又はSAWフィルタ20のいずれかに入出
力手段を用いる必要がないため、圧電基板11、21の
基板形状が同一のものを用いることができる。
【0035】次に、多段結合型SAWフィルタ1の組立
については、まず、シールド板3を、SAWフィルタ1
0の電極パッド130a、130bに形成したバンプ1
8aを、シールド板3の各端子32,33,35に当接
させてSAWフィルタ10を例えば、導電性接着剤を介
して接続して載置し、次に、SAWフィルタ20を、S
AWフィルタ20の電極パッド220a、220b、2
30a、230bに形成したバンプ18bを例えば、導
電性接着剤を介して図5の表面側における各端子32,
34,35に当接するように載置する。
【0036】なお、導電性接着剤を用いずにSAWフィ
ルタ10及び/又はSAWフィルタ20に超音波を印加
し、2つのSAWフィルタ10、20とシールド板3と
を接合しても構わない。
【0037】次に、2つのSAWフィルタ10、20及
びシールド板3の機械的な接合の安定化のために、2つ
のSAWフィルタ10、20の弾性波伝搬領域の周囲に
絶縁性樹脂接着剤を周設し、2つのSAWフィルタ1
0、20及びシールド板3とを強固に接合することもで
きる。なお、この絶縁性樹脂接着剤は例えばエポキシ樹
脂、アクリル樹脂などからなり、加熱や紫外線照射によ
って硬化処理が行なわれる。以上の各工程によって、S
AWフィルタ10、20が、その一方主面同士がシール
ド板3を介して対峙するように配置された多段結合型S
AWフィルタ1が形成される。
【0038】本発明によれば、シールド板3の主面に入
力用IDT12及び出力用IDT23のそれぞれに接続
する外部入力用端子33及び外部出力用端子34を形成
したので、シールド板3が2つのSAWフィルタ10,
20における電磁的相互干渉を抑制しつつ入出力端子3
3,34をも兼ねることができ、この結果、入出力端子
の配線構造を簡略化することができる。また、2つのS
AWフィルタ10,20の圧電基板11,21を実質的
に同一にすることができ、SAWフィルタ10,20自
身の小型化が可能となり、圧電基板11,12の量産性
も向上することができる。また、本発明のシールド板3
でのみ外部から入出力信号を導出することができるの
で、回路基板への設置が簡単になる。さらに、シールド
板3から入出力信号を導出する構造にしたために、シー
ルド板3を一端側に配列して端子33,34,35を配
線することができ、回路基板への実装作業の効率も向上
できる。プリント配線基板に上述の多段結合型SAWフ
ィルタ1を実装するには、図6に示すような容器体4が
用いられる。容器体4は、複数のセラミック層42、4
3、44が積層されてなる下部基板41と、平板状蓋体
45とから構成されている。具体的には、セラミック層
43、44は、多段結合型SAWフィルタ1を収容し得
るキャビティー部46を形成した略リング状となってい
る。また、セラミック層43、44は開口形状が相違
し、セラミック層43の開口面積をセラミック層44よ
りも小さく形成している。これにより、セラミック層4
3の開口周囲の一部が段差部43aとして露出形成され
る。そして、この段差部43a上には入出力用電極43
b−1,2や接地電極用の電極43b−3が奥側(紙面
下側)に配列して被着形成されている。そして、多段結
合型SAWフィルタ1のシールド板3の一方側端部を入
力信号や出力信号に応じた入出力用電極43b−1,2
や接地電極用の電極43b−3を形成した段差部43a
に載置して電気的に接続固定する。これにより、多段結
合型SAWフィルタ1は、キャビティー部46内に吊設
される。そして、電極43b−1,2,3は、セラミッ
ク層42、43を貫通するビアホール導体47によって
容器体4の底面に導出され、外部端子電極48に接続さ
れる。なお、平板状蓋体45をセラミックで構成した例
を示したがこれに限定されず、例えば42アロイ、リン
青銅などの金属板を用いてもよい。これにより外部から
の磁界を遮断することができる。
【0039】また、上述の実施例では、2つのSAWフ
ィルタ10、20が直列的に接続された多段結合型SA
Wフィルタで説明したが、例えば信号の挿入損失を低減
するために、SAWフィルタ10の入力用IDT12と
SAWフィルタ20の入力用IDT22とを、SAWフ
ィルタ10の出力用IDT13とSAWフィルタ20の
出力用IDT23とを互いに接続した並列接続型の多段
結合型SAWフィルタであっても構わない。この場合、
図4において、SAWフィルタ20の弾性表面波の伝搬
方向及び電極パッドの形成位置を、SAWフィルタ10
に対応するようにすればよい。
【0040】さらに、図8に示すように、例えば、樹脂
モールド5の成型技術により本発明の多段結合型SAW
フィルタ1を封止するようにすれば、シールド板3のフ
ィルタ部分と配線部分が機能的に分離することができ、
配線部分を折り曲げることで小型化することもできる。
【0041】
【発明の効果】本発明の構成によれば、シールド板の主
面に入力用IDT及び出力用IDTのそれぞれに接続す
る外部入力用端子及び外部出力用端子を形成したので、
シールド板が2つのSAWフィルタにおける電磁的相互
干渉を抑制しつつ入出力端子をも兼ねることができ、そ
の結果、直接、シールド板を回路基板に接続することが
可能となり配線構造を簡略化することができる。また、
シールド板から入出力信号を導出する構造にしたため
に、シールド板を一端側に配列して端子を配線すること
ができ、回路基板への実装作業の効率も向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の多段結合型SAWフィルタの斜視図で
ある。
【図2】本発明の多段結合型SAWフィルタのA−A線
断面図である。
【図3】本発明の多段結合型SAWフィルタを構成する
第1のSAWフィルタの平面図である。
【図4】本発明の多段結合型SAWフィルタを構成する
第2のSAWフィルタの平面図である。
【図5】本発明の多段結合型SAWフィルタに用いるシ
ールド板を示す平面図である。
【図6】本発明の多段結合型SAWフィルタを容器体に
収容した状態の断面図である。
【図7】本発明の多段結合型SAWフィルタを樹脂モー
ルドで成型した状態の断面図である。
【図8】従来の多段結合型SAWフィルタの構成を説明
する断面図である。
【符号の説明】
1:多段結合型SAWフィルタ 10:第1のSAWフィルタ 20:第2のSAWフィルタ 11、21:圧電基板 12、22:入力用IDT 13、23:出力用IDT 14、15、24、25:反射器電極 12a、12b、13a、13b、 22a、22b、23a、23b:櫛歯状電極指 18a、18b:バンプ 3:シールド板

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧電基板の主面に入力用インターディジ
    タルトランスデューサと出力用インターディジタルトラ
    ンスデューサを形成して成る弾性表面波フィルタを2
    つ、その主面同士がシールド板を介して対峙するように
    配置されている多段結合型弾性表面波フィルタであっ
    て、 前記シールド板の主面に、一方の弾性表面波フィルタの
    入力用インターディジタルトランスデューサに接続する
    外部入力用端子が、他方の弾性表面波フィルタの出力イ
    ンターディジタルトランスデューサに接続する外部出力
    用端子が夫々形成されていることを特徴とする多段結合
    型弾性表面波フィルタ。
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