JP2004088143A

JP2004088143A - 弾性表面波分波器およびその製造方法

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Publication number: JP2004088143A
Application number: JP2002242242A
Authority: JP
Inventors: Mitsuyoshi Hira; 比良　光善; Kiyoshige Muramatsu; 村松　清重; Katsuhiro Ikada; 筏　克弘
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2002-08-22
Filing date: 2002-08-22
Publication date: 2004-03-18
Anticipated expiration: 2022-08-22
Also published as: JP4085743B2

Abstract

【課題】耐電力性が向上されるとともに、小型化された弾性表面波分波器およびその製造方法を提供する。
【解決手段】梯子型に接続され、送信側弾性表面波フィルタ４を構成する複数の弾性表面波共振子１１ａ〜１１ｃ、１２ａ、１２ｂと、梯子型に接続され、受信側弾性表面波フィルタ６を構成する複数の弾性表面波共振子２１ａ、２１ｂ、２２ａ〜２２ｃとを備える。送信側弾性表面波フィルタ４を構成する少なくとも１つの弾性表面波共振子１１ｃと、受信側弾性表面波フィルタ６を構成する全ての弾性表面波共振子２１ａ、２１ｂ、２２ａ〜２２ｃとが、１つの圧電基板に形成されてなる第１チップ１５と、送信側弾性表面波フィルタ４を構成する残りの弾性表面波共振子が、別の圧電基板１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂに形成されてなる第２チップ１６とを有する。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、弾性表面波分波器に関し、特に、圧電基板に弾性表面波素子を形成したフィルタのチップを２つ備える弾性表面波分波器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、弾性表面波共振子を用いた弾性表面波フィルタを備える分波器（弾性表面波分波器）としては、例えば、特開平９−１８１５６７号公報に開示されているように、送信側フィルタおよび受信側フィルタの２つのチップを１つの基板に搭載していた。上記弾性表面波共振子は、図示しないが、圧電基板上に、くし型電極からなるインターデジタルトランスデューサ（以下、ＩＤＴと略記する）と、ＩＤＴを左右（弾性表面波の伝搬方向）から挟む２つの反射器とを弾性表面波の伝搬方向に沿って有するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような分波器では、送信側フィルタと受信側フィルタとのチップで要求される耐電力性が異なっている。特に、送信側フィルタにはより大きな電力の負荷がかかるため、送信側フィルタに備えられている共振子の数あるいはＩＤＴの数を多くして電力の負荷を分散する。このため、送信側フィルタのチップを受信側フィルタのチップよりサイズが大きくなってしまう。
【０００４】
さらに、送信側フィルタのチップと受信側フィルタのチップとを基板に搭載する場合、上記送信側フィルタのチップと受信側フィルタのチップとを異なる大きさにすると、搭載時に実装機や搭載条件を変える手間がかかるという問題がある。
【０００５】
上記の手間を解消するために、受信側フィルタのチップを本来必要である大きさより大きくし、送信側フィルタのチップの圧電基板と受信側フィルタのチップとの圧電基板とを同じ大きさ（面積）にしている。このため、分波器自体が大きくなるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、耐電力性が向上されるとともに、小型化された弾性表面波分波器およびその製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の弾性表面波分波器は、上記の課題を解決するために、送信側弾性表面波フィルタを構成する少なくとも１つの弾性表面波共振子と、受信側弾性表面波フィルタを構成する全ての弾性表面波共振子とが、１つの圧電基板に形成されてなる第１チップと、送信側弾性表面波フィルタを構成する残りの弾性表面波共振子が、別の圧電基板に形成されてなる第２チップとを有することを特徴としている。
【０００８】
上記の構成によれば、特に大きな電力の負荷がかかる送信側弾性表面波フィルタを構成する弾性表面波共振子の少なくとも１つを、受信側弾性表面波フィルタの弾性表面波共振子を備える圧電基板に形成して第１チップを構成している。これにより、送信側弾性表面波フィルタの弾性表面波共振子の数を多くして各弾性表面波共振子にかかる電力の負荷を分散させることにより送信側弾性表面波フィルタの耐電力性を向上させたとしても、送信側弾性表面波フィルタの上記弾性表面波共振子を備える圧電基板の大きさ（面積）を小型化し、第１チップを小型化することができる。つまり、耐電力性が向上されるとともに、小型化された弾性表面波分波器を提供することができる。
【０００９】
また、本発明の弾性表面波分波器は、上記の構成に加えて、上記送信側弾性表面波フィルタを構成する少なくとも１つの弾性表面波共振子は、出力側の弾性表面波共振子を含むことが好ましい。
【００１０】
上記の構成によれば、送信側弾性表面波フィルタにおける入力側と出力側との間の距離を遠ざけることができる。これにより、アイソレーションの悪化を防止することができる。また、送信側弾性表面波フィルタでは、入力側のほうが発熱が最も著しい。この送信側弾性表面波フィルタの入力側の弾性表面波共振子を、他の共振子から異なる圧電基板に分離して遠ざけることにより、送信側弾性表面波フィルタの入力側の弾性表面波共振子における放熱姓を向上させることができる。これにより、送信側弾性表面波フィルタにおける弾性表面波共振子の劣化を抑制することができ、上記弾性表面波分波器を長寿命化することができる。
【００１１】
また、上記１つの圧電基板と上記別の圧電基板とは、同じ面積であることが好ましい。
【００１２】
本発明の弾性表面波分波器の製造方法は、上記の課題を解決するために、梯子型に接続され、送信側弾性表面波フィルタを構成する複数の弾性表面波共振子と、梯子型に接続され、受信側弾性表面波フィルタを構成する複数の弾性表面波共振子とを備える弾性表面波分波器の製造方法において、ダイシングラインにより第１チップ領域および第２チップ領域に分けられている圧電基板に弾性表面波共振子を形成する工程であって、上記第１チップ領域に送信側弾性表面波フィルタを構成する少なくとも１つの弾性表面波共振子と、受信側弾性表面波フィルタを構成する全ての弾性表面波共振子とを形成し、第２チップ領域に残りの送信側弾性表面波フィルタの弾性表面波共振子を形成する工程の後、上記圧電基板を上記ダイシングラインに沿ってダイシングすることにより第１チップと第２チップとを製造して、上記第１チップと第２チップとをパッケージに実装することを特徴としている。
【００１３】
また、ダイシングの前に、上記送信側弾性表面波フィルタおよび受信側弾性表面波フィルタの周波数を調整することが好ましい。
【００１４】
上記の方法によれば、少なくとも１つの送信側弾性表面波共振子を、受信側弾性表面波フィルタを備える圧電基板に形成している。これにより、送信側弾性表面波フィルタの弾性表面波共振子の数を多くして各共振子にかかる電力の負荷を分散させることにより送信側弾性表面波フィルタの耐電力性を向上させたとしても、送信側弾性表面波フィルタの上記弾性表面波共振子を備える圧電基板の大きさ（面積）を小型化することができる。これにより、分波器自体も小型化することができる。
【００１５】
また、第１チップと第２チップとを別々に製造した場合には、送信側弾性表面波フィルタにおける少なくとも１つの弾性表面波共振子と、残りの送信側弾性表面波フィルタの弾性表面波共振子とを接続しなければ送信側弾性表面波フィルタの特性を確認することができない。しかし、上記の方法によれば、１つの圧電基板上に、送信側弾性表面波フィルタを構成する共振子を形成しているので、ダイシング前に上記送信側弾性表面波フィルタの特性を容易に確認することができる。さらに、送信側弾性表面波フィルタおよび受信側弾性表面波フィルタの周波数調整も容易である。また、ダイシングの前に送信側弾性表面波フィルタおよび受信側弾性表面波フィルタの特性を確認することにより、不良品を除去することができる。したがって、パッケージに実装した後に、不良が発覚しパッケージが無駄になることはない。
【００１６】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態１〕
本発明の実施の一形態について、図１ないし図７に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００１７】
図１に示すように、本発明の弾性表面波分波器は、アンテナ外部端子（Ａｎｔ端子）１に接続された整合素子２、３と、整合素子２と送信側外部端子（送信側フィルタ入力端子）５との間に設けられた送信側弾性表面波フィルタ（送信側フィルタ）４と、整合素子３と受信側外部端子（受信側フィルタ出力端子）７との間に設けられた受信側弾性表面波フィルタ（受信側フィルタ）６とを有している。また、送信側フィルタ４および受信側フィルタ６は、通過帯域が互いに相違する（中心周波数の異なる）ように設定されている。上記整合素子２、３は、送信側フィルタ４と受信側フィルタ６との位相を整合させるものである。
【００１８】
上記送信側フィルタ４は、各直列共振子１１ａ〜１１ｃと、各並列共振子１２ａ、１２ｂとを梯子型に配置して有している。また、上記各直列共振子１１ａ〜１１ｃは、送信側フィルタ出力端子８と送信側フィルタ入力端子５との間に互いに直列に接続されている。さらに、上記各並列共振子１２ａ、１２ｂは、各直列共振子１１ａ〜１１ｃ間とグランド端子との間にそれぞれ接続されている。なお、上記各直列共振子１１ａ〜１１ｃおよび各並列共振子１２ａ、１２ｂは弾性表面波共振子である。
【００１９】
上記受信側フィルタ６は、各直列共振子２１ａ、２１ｂと、各並列共振子２２ａ〜２２ｃとを梯子型に配置して有している。また、上記各直列共振子２１ａ、２１ｂは、受信側フィルタ入力端子９と受信側フィルタ出力端子７との間に互いに直列に接続されている。さらに、上記各並列共振子２２ａ、２２ｃは、それぞれ、受信側フィルタ入力端子９側、受信側フィルタ出力端子７側に接続されている。なお、上記各直列共振子２１ａ、２１ｂおよび各並列共振子２２ａ〜２２ｃは弾性表面波共振子である。
【００２０】
さらに、本発明にかかる弾性表面波分波器３０は、上記送信側フィルタ４および受信側フィルタ６を構成している共振子１１ａ〜１１ｃ、１２ａ、１２ｂ、２１ａ、２１ｂ、２２ａ〜２２ｃを分割して異なる２つの圧電基板上に有している、第１チップ１５および第２チップ１６を備えている。つまり、上記第１チップ１５は、受信側フィルタ６を構成するすべての共振子２１ａ、２１ｂ、２２ａ〜２２ｃと送信側フィルタ４を構成する共振子１１ｃとを１つの圧電基板に備えている。また、第２チップ１６は、送信側フィルタ６を構成する残りの共振子１１ｂ、１１ｃ、１２ａ、１２ｂを別の圧電基板に備えている。
【００２１】
また、図２に、上記弾性表面波分波器に備えられる、第１チップ１５および第２チップ１６の構成例を示す。
【００２２】
第１チップ１５は、圧電基板１８に、受信側フィルタを構成する共振子２１ａ、２１ｂ、２２ａ〜２２ｃおよび送信側フィルタを構成する共振子１１ａを備えている。また、並列共振子２２ａはＩＤＴ（くし型電極部）１１１を含み、直列共振子２１ａはＩＤＴ１１２、１１３を含み、並列共振子２２ｂは１ＩＤＴ１１４を含み、直列共振子２１ｂはＩＤＴ１１５、１１６を含み、そして並列共振子２２ｃはＩＤＴ１１７を含む。さらに、直列共振子１１ａはＩＤＴ１２１、１２２を含む。
【００２３】
また、第２チップ１６は、圧電基板１７に、送信側フィルタを構成する、共振子１１ｂ、１１ｃ、１２ａ、１２ｂを備えている。並列共振子１２ａはＩＤＴ１２３を含み、直列共振子１１ｂはＩＤＴ１２４、１２５、１２６を含み、並列共振子１２ｂはＩＤＴ１２７を含み、そして直列共振子１１ｃはＩＤＴ１２８、１２９を含む。
【００２４】
さらに、上記第１チップ１５の端子１９と第２チップ１６の端子２０とは、電気的に導通される。また、各共振子１２ａ、１２ｂ、２２ａ〜２２ｃは、グランド端子Ｇに接続されており、接地されている。
【００２５】
また、第１チップ１５と第２チップ１６とは、ほぼ同じサイズ、つまり、圧電基板１７と圧電基板１８とがほぼ同じ面積となっている。
【００２６】
また、図３に示すように、弾性表面波分波器３０を構成するにあたり、上記第１チップ１５および第２チップ１６は、整合素子３２を備えるパッケージ（多層パッケージ）３１に、フリップチップボンド３３により電気的に導通されるとともに、実装される。そして、上記パッケージ３１は、リッド３４により密封されている。このとき、第１チップ１５と第２チップ１６とは、ほぼ同じサイズになっているので、搭載時に実装機や搭載条件を変える手間がかかることはない。
【００２７】
また、図４に、上記第１チップ１５および第２チップ１６に対する比較例として、従来の構成の第１チップ６６および第２チップ６７を示す。
【００２８】
上記第１チップ６５は、圧電基板６８に、受信側フィルタを構成する各直列共振子７１ａ、７１ｂおよび各並列共振子７２ａ〜７２ｃを梯子型に備えている。上記直列共振子７１ａはＩＤＴ２１２、２１３を含み、直列共振子７１ｂはＩＤＴ２１６、２１５を含む。また、上記並列共振子７２ａはＩＤＴ２１１を含み、並列共振子７２ｂはＩＤＴ２１４を含み、そして並列共振子７２ｃはＩＤＴ２１７を含む。
【００２９】
また、上記第２チップ６６は、圧電基板６７に、送信側フィルタを構成する各直列共振子６１ａ〜６１ｃおよび各並列共振子６２ａ、６２ｂを梯子型に備えている。上記直列共振子６１ａはＩＤＴ２２１、２２２を含み、直列共振子６１ｂはＩＤＴ２２４、２２５、２２６を含み、そして直列共振子６１ｃはＩＤＴ２２８、２２９を含む。また、上記並列共振子６２ａは２ＩＤＴ２２３を含み、並列共振子６２ｂはＩＤＴ２２７を含む。
【００３０】
ここで、図３に示した第１チップ１５および第２チップ１６をフリップチップボンディングによりパッケージ３１実装した弾性表面波分波器３０と、従来の第１チップ６６および第２チップ６７を図３に示したのと同様にフリップチップボンディングにより実装した弾性表面分波器との耐電力性の結果を表１に示す。この耐電力性は、弾性表面波分波器の予測寿命により判断する。この予測寿命は、弾性表面波分波器に、電力を投入してから、寿命が尽きた状態になるのに至った時間から温度加速分・電力加速分を追加して算出した。寿命が尽きた状態とは、要求されるスペックを満たさなくなった状態を指す。
【００３１】
【表１】

【００３２】
この結果より、本発明にかかる弾性表面波分波器と、比較例にかかる弾性表面波分波器とでは、送信側フィルタおよび受信側フィルタの共振子の数が同じであるにも関わらず、本発明にかかる弾性表面波分波器の予測寿命の方が長かった。つまり、本発明にかかる弾性表面波分波器の耐電力性が向上していることが判った。このように予測寿命に大きな差がでた理由としては、チップにおける共振子の配置により放熱性が向上していることが挙げられる。つまり、最も発熱の著しいと考えられる送信側フィルタ入力端子をその他の送信側フィルタの構成物から分離することにより、放熱性が向上したと考えられる。この放熱性の向上により、共振子の劣化が抑制され、本発明にかかる弾性表面波分波器の寿命が延びると考えられる。
【００３３】
ここで、本発明にかかる弾性表面波分波器の製造方法について、図５に基づいて説明する。上記弾性表面波分波器の製造方法においては、１つの圧電基板に共振子を形成した後、ダイシングすることにより第１チップおよび第２チップの２つのチップを製造する。
【００３４】
まず、圧電基板４０を用意する。この圧電基板４０は、後に破線で示されるダイシングラインで分けられる第１チップ領域４５および第２チップ領域４６からなる。
【００３５】
そして、圧電基板４０には、ＩＤＴを備える共振子４１〜４３を形成し送信側フィルタを構成し、さらにＩＤＴを備える共振子４４を形成して受信側フィルタを構成する。このとき、受信側フィルタを構成する共振子４４、および送信側フィルタを構成する共振子の少なくとも１つ、つまり共振子４３を第１チップ領域４５に形成し、送信側フィルタを構成する共振子４１、４２を第２チップ領域４６に形成する。さらに、送信側フィルタを構成する共振子４１、４２、４３を接続するパターン（バスバー）４７も形成する。これら共振子４１、４２、４３およびパターン４７は、例えば蒸着リフトオフ法等をＡｌで行うことにより形成することができる。
【００３６】
続いて、上記圧電基板４０上に形成されている、上記送信側フィルタおよび受信側フィルタの周波数を調整する。そして、ダイシングラインに沿ってダイシングすることにより第１チップと第２チップとを製造することができる。
【００３７】
ついで、上記第１チップと第２チップとをパッケージに、例えばフリップチップボンディング、ワイヤボンディング等により実装することにより弾性表面波分波器を製造することができる。
【００３８】
第１チップと第２チップとを別々に製造した場合には、上記共振子４３を他の共振子４１、４２と接続しなければ送信側フィルタの特性を確認することができない。しかし、上記の方法によれば、１つの圧電基板４０上で、送信側フィルタを形成しているので、ダイシング前に上記送信側フィルタの特性を容易に確認することができる。また、ダイシング前に送信側フィルタおよび受信側フィルタの特性を確認することにより、不良品を除去することができる。したがって、パッケージに実装した後に、不良が発覚しパッケージが無駄になることはない。
【００３９】
また、上記第１チップ１５および第２チップ１６は、図６に示すように、整合素子７２を備えるパッケージ（多層パッケージ）７１に、ワイヤ７３によるワイヤボンディングにより電気的に導通されるとともに、実装することもできる。このとき、上記第１チップ１５および第２チップ１６は、ダイボンド材７４により上記パッケージ７１に固定される。そして、上記パッケージ７１は、リッド７５により密封されている。これにより、弾性表面波分波器７０を構成することができる。
【００４０】
さらに、上記第１チップ１５および第２チップ１６は、図７に示すように、基板８１上に備えられている第１パッケージ８２および第２パッケージ８３に実装されてもよい。上記基板８１には、第１パッケージ８２および第２パッケージ８３に実装されている第１チップ１５および第２チップ１６と電気的に導通する配線が設けられている。さらに、上記配線には、整合素子８４が設けられている。これにより、弾性表面波分波器８０を構成することができる。
【００４１】
【発明の効果】
本発明の弾性表面波分波器は、以上のように、送信側弾性表面波フィルタを構成する少なくとも１つの弾性表面波共振子と、受信側弾性表面波フィルタを構成する全ての弾性表面波共振子とが、１つの圧電基板に形成されてなる第１チップと、送信側弾性表面波フィルタを構成する残りの弾性表面波共振子が、別の圧電基板に形成されてなる第２チップとを有する構成である。
【００４２】
上記の構成によれば、特に大きな電力の負荷がかかる送信側弾性表面波フィルタを構成する弾性表面波共振子を分割してその少なくとも１つを、受信側弾性表面波フィルタの弾性表面波共振子を備える圧電基板に形成して第１チップを構成している。これにより、送信側弾性表面波フィルタの弾性表面波共振子の数を多くして各弾性表面波共振子にかかる電力の負荷を分散させることにより送信側弾性表面波フィルタの耐電力性を向上させたとしても、送信側弾性表面波フィルタの上記弾性表面波共振子を備える圧電基板の大きさ（面積）を小型化し、第１チップを小型化することができる。つまり、耐電力性が向上されるとともに、小型化された弾性表面波分波器を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる弾性表面波分波器の概略構成図である。
【図２】上記弾性表面波分波器における、送信側フィルタおよび受信側フィルタを備えるチップの構成を示す図である。
【図３】図２のチップを備えた上記弾性表面波分波器の断面図である。
【図４】弾性表面波分波器における、送信側フィルタおよび受信側フィルタを備える比較例のチップの構成を示す図である。
【図５】図２のチップを製造する工程を説明する図である。
【図６】図２のチップを備えた他の上記弾性表面波分波器の断面図である。
【図７】図２のチップを備えたさらに他の上記弾性表面波分波器の斜視図である。
【符号の説明】
１　　アンテナ外部接続端子
２　　整合素子
３　　整合素子
４　　送信側弾性表面波フィルタ（送信側フィルタ）
５　　送信側外部接続端子（送信側フィルタ入力端子）
６　　受信側弾性表面波フィルタ（受信側フィルタ）
７　　受信側外部接続端子（受信側フィルタ出力端子）
８　　送信側フィルタ出力端子
９　　受信側フィルタ入力端子
１１ａ〜１１ｃ　　直列共振子
１２ａ、１２ｂ　　並列共振子
１５　　第１チップ
１６　　第２チップ
２１ａ、２１ｂ　　直列共振子
２２ａ〜２２ｃ　　並列共振子
３０　　弾性表面波分波器

Claims

梯子型に接続され、送信側弾性表面波フィルタを構成する複数の弾性表面波共振子と、梯子型に接続され、受信側弾性表面波フィルタを構成する複数の弾性表面波共振子とを備える弾性表面波分波器において、
送信側弾性表面波フィルタを構成する少なくとも１つの弾性表面波共振子と、受信側弾性表面波フィルタを構成する全ての弾性表面波共振子とが、１つの圧電基板に形成されてなる第１チップと、
送信側弾性表面波フィルタを構成する残りの弾性表面波共振子が、別の圧電基板に形成されてなる第２チップとを有することを特徴とする弾性表面波分波器。
上記送信側弾性表面波フィルタを構成する少なくとも１つの弾性表面波共振子は、出力側の弾性表面波共振子を含むことを特徴とする請求項１に記載の弾性表面波分波器。
上記１つの圧電基板と上記別の圧電基板とは、同じ面積であることを特徴とする請求項１または２に記載の弾性表面波分波器。
梯子型に接続され、送信側弾性表面波フィルタを構成する複数の弾性表面波共振子と、梯子型に接続され、受信側弾性表面波フィルタを構成する複数の弾性表面波共振子とを備える弾性表面波分波器の製造方法において、
ダイシングラインにより第１チップ領域および第２チップ領域に分けられている圧電基板に弾性表面波共振子を形成する工程であって、
上記第１チップ領域に送信側弾性表面波フィルタを構成する少なくとも１つの弾性表面波共振子と、受信側弾性表面波フィルタを構成する全ての弾性表面波共振子とを形成し、第２チップ領域に残りの送信側弾性表面波フィルタの弾性表面波共振子を形成する工程の後、
上記圧電基板を上記ダイシングラインに沿ってダイシングすることにより第１チップと第２チップとを製造して、上記第１チップと第２チップとをパッケージに実装する弾性表面波分波器の製造方法。
ダイシングの前に、上記送信側弾性表面波フィルタおよび受信側弾性表面波フィルタの周波数を調整することを特徴とする請求項４に記載の弾性表面波分波器の製造方法。