JP2004146878A

JP2004146878A - 弾性表面波フィルタ用パッケージ

Info

Publication number: JP2004146878A
Application number: JP2002306279A
Authority: JP
Inventors: Kota Ikeda; 池田　光太
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2002-10-21
Filing date: 2002-10-21
Publication date: 2004-05-20

Abstract

【課題】パッケージの信号線と接地導体との間のキャパシタンス成分を削減することにより反射特性を改善した弾性表面波フィルタ用パッケージを提供する。
【解決手段】絶縁基体１１の上面中央部に弾性表面波フィルタ素子１７の搭載部を有し、内部の略全面に接地導体層１２が形成されるとともに下面に弾性表面波フィルタ素子１７の電極と電気的に接続される信号用パッド１９が形成されており、接地導体層１２は、信号用パッド１９と対向する部位に信号用パッドの面積以上の面積で略相似形の非形成部２０が設けられている弾性表面波フィルタ用パッケージである。信号用パッド１９と接地導体層１２との間のキャパシタンス成分を削減できるので、信号線の特性インピーダンスを５０Ωに近づけることができ、弾性表面波フィルタの反射特性を改善することができる。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動体通信機器等に搭載される弾性表面波フィルタを収容するために使用される弾性表面波フィルタ用パッケージに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、携帯電話機を始めとする移動体通信機器等の電子機器には、多数の電子装置が組み込まれている。かかる携帯電話機等の通信機器は近年、小型化が急激に進んでおり、これに搭載される各電子装置も小型化が要求され、同時に電子装置に使用される電子部品収納用パッケージも小型化・多機能化が要求されるようになってきた。
【０００３】
例えば、携帯電話機に使用される弾性表面波（弾性表面波素子）フィルタは一般に、図４に断面図で示すように、内部に略全面に接地導体メタライズ層２を有し、上面側に弾性表面波フィルタ素子７が搭載収容される凹部１ａを有する酸化アルミニウム質焼結体等の電気絶縁材料から成る略四角形の絶縁基体１と、この絶縁基体１の上面側に取着されて凹部１ａを塞ぐ蓋体５とから成る弾性表面波フィルタ用パッケージを準備し、この弾性表面波フィルタ用パッケージの絶縁基体１に設けた凹部１ａに弾性表面波フィルタ素子７を収容するとともに弾性表面波フィルタ素子７の入出力電極をメタライズ配線層から成る所定の入出力用配線３にボンディングワイヤ６を介して接続し、しかる後、絶縁基体１に蓋体５をガラス・樹脂・ロウ材等の封止材（図示せず）を介して枠状のメタライズ層４に接合させ、絶縁基体１と蓋体５とから成る容器内部に弾性表面波フィルタ７を気密に収容することによって製作されている。
【０００４】
この弾性表面波装置は、携帯電話機において８００ＭＨｚから数ＧＨｚを通過帯域の中心周波数とする弾性表面波フィルタとして使われており、移動体通信の発展に伴い、弾性表面波の特性に対する要求が高まってきている。
【０００５】
従来、携帯電話機では音声の伝送を目的として２ＧＨｚ以下で通信されており、それに使用される弾性表面波フィルタは２ＧＨｚが最高の周波数であったが、画像や動画等を通信するため、更なる大容量通信の要求があり、２ＧＨｚを超える周波数を使用する携帯電話機や無線システムが規格化され、中心周波数が２ＧＨｚを超える弾性表面波フィルタが用いられるようになってきている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−４９５６５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、中心周波数が２ＧＨｚを超える弾性表面波フィルタにおいては、例えば図５（ａ）および（ｂ）に、図４に示す弾性表面波フィルタ用パッケージの接地導体層２、および絶縁基体１下部の外部電気回路接続の電極パッド層９についてそれぞれ絶縁基体１の平面図を示すように、絶縁基体１の内部に形成した接地導体層２と絶縁基体１の下面に形成した外部電気回路接続の信号線用電極パッド９ａとの間に生じるキャパシタンス成分により、信号線の反射特性が悪化するという問題点がある。
【０００８】
例えば図６に信号線の反射特性を線図で示したように、２ＧＨｚを超える周波数において反射特性の規格である−２０ｄＢを満たすことが困難であるという問題点があった。なお、図６において、横軸は周波数（単位：ＧＨｚ）を、縦軸は反射特性（単位：ｄＢ）を表し、破線の特性曲線は弾性表面波フィルタ用パッケージの入出力端子の反射特性を示している。
【０００９】
本発明は以上のような従来の技術の問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的は、接地導体と外部電気回路への接続用の信号用パッドとの間に生じるキャパシタンス成分を削減することにより、２ＧＨｚを超える周波数に対する反射特性を改善した弾性表面波フィルタ用パッケージを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の弾性表面波フィルタ用パッケージは、絶縁基体の上面中央部に弾性表面波フィルタ素子の搭載部を有し、内部の略全面に接地導体層が形成されるとともに下面に前記弾性表面波フィルタ素子の電極と電気的に接続される信号用パッドが形成されており、前記接地導体層は、前記信号用パッドと対向する部位に前記信号用パッドの面積以上の面積で略相似形の非形成部が設けられていることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の弾性表面波フィルタ用パッケージによれば、信号用パッド上の対向する接地導体層に信号用パッドの面積以上の面積で信号用パッドと略相似形の非形成部を設けたことから、信号用パッドとこれに絶縁基体の一部を挟んで対向していた接地導体層との間のキャパシタンス成分を削減できるので、信号線の特性インピーダンスを５０Ωに近づけることができ、２ＧＨｚ以上の周波数に対しても弾性表面波フィルタの反射特性を改善することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の弾性表面波フィルタ用パッケージを添付図面に基づき詳細に説明する。図１は、本発明の弾性表面波フィルタ用パッケージの実施の形態の例を示す断面図であり、図２（ａ）および（ｂ）はそれぞれ本発明の弾性表面波フィルタ用パッケージの実施の形態の例を示す絶縁基体についての平面図である。これらの図において、１１は絶縁基体、１２は接地導体層、１３はメタライズ配線層から成る入出力配線、１４は絶縁基体１１の凹部１１ａの周囲の上面に形成された枠状のメタライズ層、１５は蓋体、１６はボンディングワイヤ、１７は弾性表面波フィルタ素子、１８ａおよび１８ｂはそれぞれ側面導体としてのキャスタレーション導体である。
【００１３】
略四角形の絶縁基体１１はその上面中央部に弾性表面波フィルタ素子１７が搭載収容される凹部１１ａを有し、この凹部１１ａの底面にその一部が露出するように絶縁基体１１の内部に設けられた接地導体層１２の上に、弾性表面波フィルタ素子１７が接着剤等（図示せず）を介して取着固定されて搭載される。
【００１４】
絶縁基体１１は酸化アルミニウム質焼結体・ムライト質焼結体・窒化アルミニウム質焼結体・炭化珪素質焼結体・ガラスセラミックス焼結体等の電気絶縁材料から成る。例えば酸化アルミニウム質焼結体から成る場合には、酸化アルミニウム・酸化珪素・酸化カルシウム・酸化マグネシウム等の原料粉末に適当なバインダ・溶剤を添加混合して泥漿状となすとともに、これをドクターブレード法を採用してシート状となすことによってセラミックグリーンシートを得て、しかる後、これらセラミックグリーンシートを打ち抜き加工法により適当な形状に打ち抜くとともに必要に応じて複数枚を積層し、最後にこのセラミックグリーンシートの積層体を還元雰囲気中にて約１６００℃の温度で焼成することによって製作される。
【００１５】
メタライズ配線層から成る接地導体層１２は、タングステン・モリブデン等の高融点金属粉末から成り、このタングステン等の高融点金属粉末に適当なバインダ・溶剤を添加混合して得た金属ペーストを絶縁基体１１となるセラミックグリーンシートに予めスクリーン印刷法により所定パターンに印刷塗布しておくことによって、絶縁基体１１の凹部１１ａ底面から絶縁基体１１の内部にかけて被着形成される。
【００１６】
なお、接地導体層１２のメタライズ配線層は、半田等による弾性表面波フィルタ素子１７との接合を強固なものにするために、その表面にニッケル層および金層を順次、メッキ法により被着するとよい。
【００１７】
メタライズ配線層から成る入出力配線１３は、タングステン・モリブデン等の高融点金属粉末から成り、このタングステン等の高融点金属粉末に適当なバインダ・溶剤を添加混合して得た金属ペーストを絶縁基体１１となるセラミックグリーンシートに予めスクリーン印刷法により所定パターンに印刷塗布しておくことによって、絶縁基体１１の凹部１１ａ周辺から下面にかけて被着形成される。
【００１８】
なお、入出力配線１３のメタライズ配線層は、その表面にニッケル層および金層が順次、メッキ法を採用することによって被着されており、これらニッケル層および金層によってメタライズ配線層から成る入出力配線１３へのボンディングワイヤ１６の接合を強固なものとしている。
【００１９】
絶縁基体１１の上面に凹部１１ａの周囲を取り囲むように形成された枠状のメタライズ層１４は、タングステン・モリブデン等の高融点金属粉末から成り、このタングステン等の高融点金属粉末に適当なバインダ・溶剤を添加混合して得た金属ペーストを絶縁基体１１となるセラミックグリーンシートに予めスクリーン印刷法により所定パターンに印刷塗布しておくことによって、絶縁基体１１の凹部１１ａの周囲の上面に被着形成される。
【００２０】
なお、枠状のメタライズ層１４は、その表面にニッケル層および金層が順次、メッキ法を採用することによって被着されており、封止材（図示せず）との密着性をより強固なものとしている。
【００２１】
弾性表面波フィルタ素子１７の信号電極は、外部電気回路に接続する信号用パッド１９ａに、キャスタレーション導体１８ａもしくは貫通導体（図示せず）によりそれぞれ接続されている。
【００２２】
外部電気回路の接地導体に接続される接地導体層１２は、弾性表面波フィルタ素子１７の搭載部から絶縁基体１１の凹部１１ａの周囲にかけて、絶縁基体１１の内部の略全面に配設されている。また、弾性表面波フィルタ素子１７の接地電極は接地導体層１２に接続され、さらには外部電気回路の接地導体に接続される接地用パッド１９ｂにキャスタレーション導体１８ｂもしくは貫通導体（図示せず）を介してそれぞれ接続されている。そして、接地導体層１２には、信号用パッド１９ａと対向する部位に、信号用パッド１９ａの面積以上の面積で信号用パッド１９ａと略相似形の導体層の非形成部２０が設けられている。
【００２３】
信号用パッド１９ａと略相似形の非形成部２０は、信号用パッド１９ａが対向する接地導体層１２のうちでもこの部位が信号用パッド１９ａに対して最も電界が集中する部位であるため、これにより信号用パッド１９ａと接地導体層１２との間に発生するキャパシタンス成分を効果的に削減することができる。また、このような非形成部２０は、外部電気回路に接続する信号用パッド１９ａの面積以上の面積で形成することが望ましい。これは、外部電気回路に接続する信号用パッド１９ａと接地導体層１２との間に発生するキャパシタンス成分を十分に大きく軽減することができ、これにより、反射特性をより十分に改善することができるからである。
【００２４】
また、非形成部２０の面積は、外部電気回路に接続する信号用パッド１９ａの面積より大きい方が、信号用パッド１９ａと接地導体層１２との間に発生するキャパシタンス成分をより大きく軽減できるため、より効果があるものとなるが、信号用パッド１９ａの面積と同等の面積から信号用パッド１９ａの面積の約２倍以下の面積であることが望ましい。これは、非形成部２０が信号用パッド１９ａの２倍を超えて大きくなりすぎると、小型化が要求されている弾性表面波フィルタ用パッケージにおいては接地導体層１２を信号用パッド１９ａに隣接する接地用パッド１９ｂに接続するためのキャスタレーション導体１８ｂもしくは貫通導体（図示せず）を形成することが困難となって、接地導体層１２を外部電気回路の接地導体に安定して接続できなくなるおそれがあり、さらに、絶縁基体１１の内部の略全面に形成されることが必要な接地導体層１２の面積が小さくなりすぎ、接地導体層１２にインダクタンス成分が生じることとなり、良好な接地として機能しなくなって弾性表面波フィルタの電気特性を悪化させるおそれがあるからである。
【００２５】
このような本発明の弾性表面波フィルタ用パッケージにおける入出力端子の反射特性を、図３に図６と同様の線図で示す。図３において、横軸は周波数（単位：ＧＨｚ）を、縦軸は反射特性（単位：ｄＢ）を表し、実線の直線は反射特性の規格値を、破線の特性曲線は図６に示した従来の弾性表面波フィルタ用パッケージにおける入出力端子の反射特性を、実線の特性曲線は本発明の弾性表面波フィルタ用パッケージにおける入出力端子の反射特性を示している。
【００２６】
図３に示す結果から分かるように、本発明の弾性表面波フィルタ用パッケージによれば、接地導体層１２に、信号用パッド１９ａと対向する部位に信号用パッド１９ａの面積以上の面積で信号用パッド１９ａと略相似形の非形成部２０が設けられていることから、接地導体層１２と信号用パッド１９ａとの間のキャパシタンス成分が削減され、これらの間で持つ結合が弱くなるため、５０Ω以下の低インピーダンスであった信号線の特性インピーダンスを５０Ωに近づけることができるので、パッケージ信号線の反射特性の劣化を改善することができ、一般に携帯電話機で使用されるようになってきている１〜５ＧＨｚの周波数領域において、反射特性の規格である−２０ｄＢを十分に満たすことが可能であるものとなる。
【００２７】
かくして本発明の弾性表面波フィルタ用パッケージによれば、絶縁基体１１の上面に設けた凹部１１ａに弾性表面波フィルタ素子１７を接着剤等を介して接着固定するとともに弾性表面波フィルタ素子１７の入出力電極を所定の入出力配線１３にボンディングワイヤ１６を介して接続し、しかる後、絶縁基体１１の上面に蓋体１５を封止材を介して取着接合させ、絶縁基体１１と蓋体１５とで形成される容器内部に弾性表面波フィルタ素子１７を気密に収容することによって製品としての弾性表面波フィルタとなる。
【００２８】
なお、絶縁基体１１の凹部１１ａの周囲の上面に形成された枠状のメタライズ層１４に取着接合される蓋体１５は、例えば鉄−ニッケル−コバルト合金や鉄−ニッケル合金等の金属材料、あるいは絶縁基体１１と同様の酸化アルミニウム質焼結体等の無機絶縁材料で形成され、金属材料で形成される場合には鉄−ニッケル−コバルト合金等のインゴット（塊）に圧延加工法や打ち抜き加工法等の金属加工法を施すことによって製作され、また無機絶縁材料で形成される場合には前述の絶縁基体１１と同様の方法によって製作される。
【００２９】
また、蓋体１５を絶縁基体１１の上面の枠状のメタライズ層１４に取着接合する封止材には、例えば金−錫合金や金−ゲルマニウム合金・錫−鉛合金等の材料が好適に使用される。これらを使用すると、樹脂材料に比べ気密性が高いため、絶縁基体１１に蓋体１５を封止材を介して取着接合させ、絶縁基体１１と蓋体１５とで形成される容器内部に弾性表面波フィルタ素子１７を気密に封止し、弾性表面波フィルタ装置として所望の機能を長期間にわたり発揮させることが可能となる。
【００３０】
なお、本発明は上述の実施の形態の例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であれば種々の変更は可能である。例えば、上述の実施の形態の例では携帯電話機に使用される弾性表面波フィルタを例に採って説明したが、用途はこれに限定されるものではなく、２つ以上の弾性表面波フィルタ素子をもつデュプレクサ等の他の電子装置にも適用可能である。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の弾性表面波フィルタ用パッケージによれば、絶縁基体の上面中央部に弾性表面波フィルタ素子の搭載部を有し、内部の略全面に接地導体層が形成されるとともに下面に弾性表面波フィルタ素子の電極と電気的に接続される信号用パッドが形成されており、信号用パッド上の対向する接地導体層に信号用パッドの面積以上の面積で信号用パッドと略相似形の非形成部を設けたことから、信号用パッドとこれに絶縁基体の一部を挟んで対向していた接地導体層との間のキャパシタンス成分を削減できるので、信号線の特性インピーダンスを５０Ωに近づけることができ、２ＧＨｚ以上の周波数に対しても弾性表面波フィルタの反射特性を改善することができ、２ＧＨｚ以上の周波数が用いられる携帯電話で使用される弾性表面波フィルタで使用しても信号線の反射特性を改善することができる。
【００３２】
以上により、本発明によれば、接地導体と外部電気回路への接続用の信号用パッドとの間に生じるキャパシタンス成分を削減でき、２ＧＨｚを超える周波数に対する反射特性を改善した弾性表面波フィルタ用パッケージを提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の弾性表面波フィルタ用パッケージの実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ本発明の弾性表面波フィルタ用パッケージにおける接地導体層および信号用パッドの例を示す絶縁基体の平面図である。
【図３】本発明および従来の弾性表面波フィルタ用パッケージにおける信号線の反射特性を示す線図である。
【図４】従来の弾性表面波フィルタ用パッケージの例を示す断面図である。
【図５】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ従来の弾性表面波フィルタ用パッケージにおける接地導体層および信号用パッドの例を示す絶縁基体の平面図である。
【図６】従来の弾性表面波フィルタにおける信号線の反射特性を示す線図である。
【符号の説明】
１１：絶縁基体
１１ａ：凹部
１２：接地導体層
１３：入出力配線
１４：枠状のメタライズ層
１５：蓋体
１７：弾性表面波フィルタ素子
１９：外部電気回路に接続するパッド
１９ａ：信号用パッド
２０：非形成部

Claims

絶縁基体の上面中央部に弾性表面波フィルタ素子の搭載部を有し、内部の略全面に接地導体層が形成されるとともに下面に前記弾性表面波フィルタ素子の電極と電気的に接続される信号用パッドが形成されており、前記接地導体層は、前記信号用パッドと対向する部位に前記信号用パッドの面積以上の面積で略相似形の非形成部が設けられていることを特徴とする弾性表面波フィルタ用パッケージ。