JP2004260375A - 弾性表面波フィルタ用パッケージ - Google Patents
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Abstract
【課題】使用周波数の実効波長が小さくなることで入出力配線を伝播する電磁波の共振が起こり、弾性表面波フィルタの阻止域における減衰量およびアイソレーションが劣化する。
【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、搭載部から外周部に広面積の接地用導体層１２が形成されているとともに、絶縁基体１１の下面に広面積の接地用電極パッド１９が接地用導体層１２と対向するように形成されており、接地用導体層１２と接地用電極パッド１９とは、弾性表面波フィルタ素子１７の通過帯域の中心周波数の実効波長の１６分の１以下の間隔で配設された多数の貫通導体２０により電気的に接続されている弾性表面波フィルタ用パッケージである。入出力配線１３を伝播する電磁波の共振を抑制でき、高周波化した阻止域における減衰量および入出力配線１３・１３間のアイソレーションの劣化を改善できる。
【選択図】 図１
【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、搭載部から外周部に広面積の接地用導体層１２が形成されているとともに、絶縁基体１１の下面に広面積の接地用電極パッド１９が接地用導体層１２と対向するように形成されており、接地用導体層１２と接地用電極パッド１９とは、弾性表面波フィルタ素子１７の通過帯域の中心周波数の実効波長の１６分の１以下の間隔で配設された多数の貫通導体２０により電気的に接続されている弾性表面波フィルタ用パッケージである。入出力配線１３を伝播する電磁波の共振を抑制でき、高周波化した阻止域における減衰量および入出力配線１３・１３間のアイソレーションの劣化を改善できる。
【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】
携帯電話機をはじ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、内部に接地導体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四角形状の絶縁基体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装置として使われている。その際の要求特性として通過帯域外の信号の抑制がある。これに対し、弾性表面波フィルタ素子の電極指パターンの最適化により通過帯域外特性の改善がなされているが、パッケージと弾性表面波フィルタ素子の接続部（ボンディングワイヤ）によるインダクタンス成分や入出力間の電磁的結合等により、弾性表面波フィルタ素子をパッケージに収容した際に帯域外特性が劣化するという問題点がある。これに対して、パッケージに要求される特性として、入出力用配線間のアイソレーションの改善が望まれている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−１０１３８８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、弾性表面波フィルタ用パッケージにおける近年の高周波化に伴い、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における接地導体層２、および絶縁基体１の下面に形成された外部電気回路接続のための広面積の電極パッド層９の例をそれぞれ上面図および下面図で示すように、これら接地導体層２と広面積の電極パッド９とは絶縁基体１の側面に形成されたキャスタレーション導体８ｂもしくは貫通導体（図示せず）にて電気的に導通しており、接地導体層２から電極パッド層９までの間が、携帯電話機等に使用される周波数の実効波長が小さくなることでパッケージの配線を伝播する電磁波の共振を起こすインダクタンス成分となるようになり、従来の弾性表面波フィルタ用パッケージにおいては、弾性表面波フィルタの阻止域の周波数帯における減衰量およびアイソレーション特性を劣化させるという問題点があった。
【０００７】
例えば図６にアイソレーションの周波数特性を線図で示したように、従来の弾性表面波フィルタ用パッケージにおいては、パッケージの配線を伝播する電磁波の共振によりアイソレーションの周波数特性に極ができ、高周波領域でアイソレーションが劣化す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、縦軸はアイソレーション（単位：ｄＢ）を表し、破線の特性曲線は従来の弾性表面波フィルタ用パッケージの入出力端子間のアイソレーション特性を示している。
【０００８】
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、パッケージの配線を伝播する電磁波の共振を起こすインダクタンス成分を抑制することができ、高周波化した阻止域における減衰量および入出力配線間のアイソレーションの劣化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。
【０００９】
【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が搭載される搭載部を有し、この搭載部から外周部に向かって広面積の接地用導体層が形成されているとともに、前記絶縁基体の下面に外部電気回路の接地導体に電気的に接続される広面積の接地用電極パッドが前記接地用導体層と対向するように形成されており、前記接地用導体と前記接地用電極パッドとは、それらの間の前記絶縁基体の内部に前記弾性表面波フィルタ素子の通過帯域の中心周波数の実効波長の１６分の１以下の間隔で配設された多数の貫通導体により電気的に接続されていることを特徴とするものである。
【００１０】
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の搭載部から外周部に向かって形成された広面積の接地用導体層と、絶縁基体の下面に接地用導体層と対向するように形成された広面積の接地用電極パッドとが、それらの間の絶縁基体の内部に弾性表面波フィルタ素子の通過帯域の中心周波数の実効波長の１６分の１以下の間隔で配設された多数の貫通導体により電気的に接続されていることから、接地用導体層の接地状態を極めて安定させることができるとともに、携帯電話機等に使用される、弾性表面波フィルタ素子の通過帯域の周波数の実効波長を隣り合う貫通導体同士の間隔よりも大きくすることができるので、貫通導体間の距離に応じて生じる共振がより高い周波数で生じることとなり、弾性表面波フィルタの阻止域の周波数帯において接地用導体層と接地用電極パッドとの間におけるパッケージの入出力配線を伝播する電磁波の共振を抑制することができ、弾性表面波フィルタの阻止域の周波数帯における減衰量およびアイソレーション特性の劣化を改善することができる。
【００１１】
【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における接地用導体層および接地用電極パッドの例を示す絶縁基体の上面図および下面図である。
【００１２】
これらの図において、１１は絶縁基体、１２は接地用導体層、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１ａ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、１９は外部電気回路と電気的に接続される接地用電極パッド、１８ａ、１８ｂは側面導体としてのキャスタレーション導体、２０は貫通導体、２１は外部電気回路と電気的に接続される信号用電極パッドである。
【００１３】
四角形状の絶縁基体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の底面に設けられた接地用導体層１２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り、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用導体層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の上面中央部の搭載部から外周部にかけて形成され、この例では凹部１１ａの底面から絶縁基体１１の内部を通って側面にかけて被着形成されている。
【００１６】
なお、接地用導体層１２のメタライズ配線層には、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の上面中央部の搭載部から外周部にかけて形成され、この例では凹部１１ａの周辺から絶縁基体１１の内部を通って下面にかけて被着形成されている。
【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】
入出力配線１３は側面導体としてのキャスタレーション１８ａもしくは貫通導体（図示せず）を介して、絶縁基体１１の下面に形成された、外部電気回路の信号導体に接続される信号用電極パッド２１に電気的に接続される。
【００２０】
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の周囲の上面に凹部１１ａを取り囲むように被着形成される。
【００２１】
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、これによって蓋体１５を取着接合するための封止材（図示せず）との密着性をより強固なものとしている。
【００２２】
接地用導体層１２は、外部電気回路の接地導体に接続される接地用パッド１９に、側面導体として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）を介して電気的に接続されている。
【００２３】
メタライズ配線層から成る接地用電極パッド１９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の下面となるセラミックグリーンシートの表面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の下面に接地用導体層１２と対向するように広面積に被着形成されている。なお、接地用電極パッド１９は、接地用導体層１２と必ずしも全面で完全に対向していなければならないものではなく、後述するように多数の貫通導体２０が配設できれば、図２（ａ）に示す接地用導体層１２と同図（ｂ）に示す接地用電極パッド１９とのように、キャスタレーション導体１８ａや信号用電極パッド２１の周辺において、その絶縁のために必要な程度で異なっていても差し支えない。
【００２４】
なお、接地用電極パッド１９のメタライズ配線層には、半田等による外部電気回路の配線導体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。
【００２５】
本発明の弾性表面波フィルタ用パッケージにおいては、接地用導体層１２と接地用電極パッド１９とは、それらの間の絶縁基体１１の内部に弾性表面波フィルタ素子１７の通過帯域の中心周波数の実効波長の１６分の１以下の間隔で配設された多数の貫通導体２０により電気的に接続されている。
【００２６】
多数の貫通導体２０は、基本的に格子状に配設されることが好ましいが、放射状や千鳥状等に配設されてもよく、弾性表面波フィルタ素子１７の通過帯域の中心周波数の実効波長の１６分の１以下の間隔で配設されていれば、弾性表面波フィルタ素子１７の通過帯域の周波数の実効波長を隣り合う貫通導体２０同士の間隔よりも大きくすることができるので、接地用導体層１２を理想的な接地状態に近づけることができる。
【００２７】
また、貫通導体２０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貫通孔を開け、その貫通孔に充填することにより、絶縁基体１１の内部に接地用導体層１２と接地用電極パッド１９との間にかけて形成される。
【００２８】
そのような貫通導体２０の配置の例を、図２（ａ）および（ｂ）に示す。この例では、接地用導体層１２と接地用電極パッド１９とを接続する貫通導体２０が、弾性表面波フィルタ素子１７の通過帯域の中心周波数の実効波長の１６分の１以下の間隔で、接地用導体層１２のメタライズ導体層のある領域と接地用電極パッド１９のメタライズ導体層のある領域との間に、いわゆる格子状に配設されている。
【００２９】
また、弾性表面波フィルタ素子１７の通過帯域の中心周波数の実効波長の１６分の１以下の間隔で貫通導体２０が配設されていれば、その配置は図２に示すような格子状に限定されず、例えば接地用導体層１２の中心から外側に向かうように放射状やいわゆる千鳥状等に配設されていてもよい。
【００３０】
また、貫通導体２０は、弾性表面波フィルタ素子１７の通過帯域の中心周波数の実効波長の１６分の１以下の間隔で、接地用導体層１２と接地用電極パッド１９とを接続可能な限りで広い範囲に配設するほうがよい。これは、外部電気回路に接続する接地用電極パッド１９と接地用導体層１２との間に発生するインダク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、アイソレーション特性をより十分に改善することができるからである。
【００３１】
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配線間のアイソレーション特性の例を、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、縦軸はアイソレーション（単位：ｄＢ）を表し、実線の直線はアイソレーション規格値−４０ｄＢ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配線３・３間のアイソレーション特性を、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配線１３・１３のアイソレーション特性を示している。
【００３２】
図３に示す結果から分かるように、一般に携帯電話機で使用される１〜２ＧＨｚの周波数領域において、アイソレーション規格−４０ｄＢを十分に満たすことが可能であり、本発明の弾性表面波フィルタ用パッケージによれば、接地用導体層１２と接地用電極パッド１９とは、それらの間の絶縁基体１１の内部に弾性表面波フィルタ素子１７の通過帯域の中心周波数の実効波長の１６分の１以下の間隔で配設された多数の貫通導体２０により電気的に接続されていることから、隣り合う貫通導体２０同士の間隔より携帯電話機等に使用される周波数の実効波長を大きくすることができるので、貫通導体２０間の距離に応じて生じる共振がより高い周波数で生じることとなり、弾性表面波フィルタの阻止域の周波数帯において接地用導体層と接地用電極パッドとの間における、パッケージの入出力配線１３を伝播する電磁波の共振を抑制することができ、高周波化した阻止域における減衰量および入出力配線１３のアイソレーションの劣化を改善することができる。
【００３３】
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の上面中央部に設けた凹部１１ａ内の搭載部に弾性表面波フィルタ素子１７を接着剤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を介して電気的に接続し、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。
【００３４】
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る。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従来周知の金属加工法を施すことによって製作される。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。
【００３５】
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。
【００３６】
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ープレクサ等の他の電子装置にも適用可能である。
【００３７】
【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が搭載される搭載部を有し、搭載部から外周部に向かって広面積の接地用導体層が形成されているとともに、絶縁基体の下面に外部電気回路の接地導体に電気的に接続される広面積の接地用電極パッドが接地用導体層と対向するように形成されており、接地用導体と接地用電極パッドとは、それらの間の絶縁基体の内部に弾性表面波フィルタ素子の通過帯域の中心周波数の実効波長の１６分の１以下の間隔で配設された多数の貫通導体により電気的に接続されていることから、接地用導体層の接地状態を極めて安定させることができるとともに、隣り合う貫通導体同士の間隔よりも携帯電話機等に使用される、弾性表面波フィルタ素子の通過帯域の周波数の実効波長を大きくすることができるので、貫通導体間の距離に応じて生じる共振がより高い周波数で生じることとなり、弾性表面波フィルタの阻止域の周波数帯において接地用導体層と接地用電極パッドとの間におけるパッケージの入出力配線を伝播する電磁波の共振を抑制することができ、高周波化した阻止域における減衰量および入出力配線のアイソレーション特性の劣化を改善することができるという効果を持つ。
【００３８】
以上により、本発明によれば、パッケージの配線を伝播する電磁波の共振を抑制することができ、高周波化した阻止域における減衰量および入出力配線間のアイソレーションの劣化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用導体層および接地用電極パッドの例を示す絶縁基体の上面図および下面図である。
【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入出力用配線間のアイソレーション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用導体層および接地用電極パッドの例を示す絶縁基体の上面図および下面図である。
【図６】従来の弾性表面波フィルタにおける入出力用配線間のアイソレーション特性を示す線図である。
【符号の説明】
１１：絶縁基体
１１ａ：凹部
１２：接地用導体層
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：接地用電極パッド
２０：貫通導体
【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】
携帯電話機をはじ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、内部に接地導体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四角形状の絶縁基体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装置として使われている。その際の要求特性として通過帯域外の信号の抑制がある。これに対し、弾性表面波フィルタ素子の電極指パターンの最適化により通過帯域外特性の改善がなされているが、パッケージと弾性表面波フィルタ素子の接続部（ボンディングワイヤ）によるインダクタンス成分や入出力間の電磁的結合等により、弾性表面波フィルタ素子をパッケージに収容した際に帯域外特性が劣化するという問題点がある。これに対して、パッケージに要求される特性として、入出力用配線間のアイソレーションの改善が望まれている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−１０１３８８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、弾性表面波フィルタ用パッケージにおける近年の高周波化に伴い、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における接地導体層２、および絶縁基体１の下面に形成された外部電気回路接続のための広面積の電極パッド層９の例をそれぞれ上面図および下面図で示すように、これら接地導体層２と広面積の電極パッド９とは絶縁基体１の側面に形成されたキャスタレーション導体８ｂもしくは貫通導体（図示せず）にて電気的に導通しており、接地導体層２から電極パッド層９までの間が、携帯電話機等に使用される周波数の実効波長が小さくなることでパッケージの配線を伝播する電磁波の共振を起こすインダクタンス成分となるようになり、従来の弾性表面波フィルタ用パッケージにおいては、弾性表面波フィルタの阻止域の周波数帯における減衰量およびアイソレーション特性を劣化させるという問題点があった。
【０００７】
例えば図６にアイソレーションの周波数特性を線図で示したように、従来の弾性表面波フィルタ用パッケージにおいては、パッケージの配線を伝播する電磁波の共振によりアイソレーションの周波数特性に極ができ、高周波領域でアイソレーションが劣化す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、縦軸はアイソレーション（単位：ｄＢ）を表し、破線の特性曲線は従来の弾性表面波フィルタ用パッケージの入出力端子間のアイソレーション特性を示している。
【０００８】
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、パッケージの配線を伝播する電磁波の共振を起こすインダクタンス成分を抑制することができ、高周波化した阻止域における減衰量および入出力配線間のアイソレーションの劣化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。
【０００９】
【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が搭載される搭載部を有し、この搭載部から外周部に向かって広面積の接地用導体層が形成されているとともに、前記絶縁基体の下面に外部電気回路の接地導体に電気的に接続される広面積の接地用電極パッドが前記接地用導体層と対向するように形成されており、前記接地用導体と前記接地用電極パッドとは、それらの間の前記絶縁基体の内部に前記弾性表面波フィルタ素子の通過帯域の中心周波数の実効波長の１６分の１以下の間隔で配設された多数の貫通導体により電気的に接続されていることを特徴とするものである。
【００１０】
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の搭載部から外周部に向かって形成された広面積の接地用導体層と、絶縁基体の下面に接地用導体層と対向するように形成された広面積の接地用電極パッドとが、それらの間の絶縁基体の内部に弾性表面波フィルタ素子の通過帯域の中心周波数の実効波長の１６分の１以下の間隔で配設された多数の貫通導体により電気的に接続されていることから、接地用導体層の接地状態を極めて安定させることができるとともに、携帯電話機等に使用される、弾性表面波フィルタ素子の通過帯域の周波数の実効波長を隣り合う貫通導体同士の間隔よりも大きくすることができるので、貫通導体間の距離に応じて生じる共振がより高い周波数で生じることとなり、弾性表面波フィルタの阻止域の周波数帯において接地用導体層と接地用電極パッドとの間におけるパッケージの入出力配線を伝播する電磁波の共振を抑制することができ、弾性表面波フィルタの阻止域の周波数帯における減衰量およびアイソレーション特性の劣化を改善することができる。
【００１１】
【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における接地用導体層および接地用電極パッドの例を示す絶縁基体の上面図および下面図である。
【００１２】
これらの図において、１１は絶縁基体、１２は接地用導体層、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１ａ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、１９は外部電気回路と電気的に接続される接地用電極パッド、１８ａ、１８ｂは側面導体としてのキャスタレーション導体、２０は貫通導体、２１は外部電気回路と電気的に接続される信号用電極パッドである。
【００１３】
四角形状の絶縁基体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の底面に設けられた接地用導体層１２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り、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用導体層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の上面中央部の搭載部から外周部にかけて形成され、この例では凹部１１ａの底面から絶縁基体１１の内部を通って側面にかけて被着形成されている。
【００１６】
なお、接地用導体層１２のメタライズ配線層には、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の上面中央部の搭載部から外周部にかけて形成され、この例では凹部１１ａの周辺から絶縁基体１１の内部を通って下面にかけて被着形成されている。
【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】
入出力配線１３は側面導体としてのキャスタレーション１８ａもしくは貫通導体（図示せず）を介して、絶縁基体１１の下面に形成された、外部電気回路の信号導体に接続される信号用電極パッド２１に電気的に接続される。
【００２０】
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の周囲の上面に凹部１１ａを取り囲むように被着形成される。
【００２１】
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、これによって蓋体１５を取着接合するための封止材（図示せず）との密着性をより強固なものとしている。
【００２２】
接地用導体層１２は、外部電気回路の接地導体に接続される接地用パッド１９に、側面導体として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）を介して電気的に接続されている。
【００２３】
メタライズ配線層から成る接地用電極パッド１９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の下面となるセラミックグリーンシートの表面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の下面に接地用導体層１２と対向するように広面積に被着形成されている。なお、接地用電極パッド１９は、接地用導体層１２と必ずしも全面で完全に対向していなければならないものではなく、後述するように多数の貫通導体２０が配設できれば、図２（ａ）に示す接地用導体層１２と同図（ｂ）に示す接地用電極パッド１９とのように、キャスタレーション導体１８ａや信号用電極パッド２１の周辺において、その絶縁のために必要な程度で異なっていても差し支えない。
【００２４】
なお、接地用電極パッド１９のメタライズ配線層には、半田等による外部電気回路の配線導体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。
【００２５】
本発明の弾性表面波フィルタ用パッケージにおいては、接地用導体層１２と接地用電極パッド１９とは、それらの間の絶縁基体１１の内部に弾性表面波フィルタ素子１７の通過帯域の中心周波数の実効波長の１６分の１以下の間隔で配設された多数の貫通導体２０により電気的に接続されている。
【００２６】
多数の貫通導体２０は、基本的に格子状に配設されることが好ましいが、放射状や千鳥状等に配設されてもよく、弾性表面波フィルタ素子１７の通過帯域の中心周波数の実効波長の１６分の１以下の間隔で配設されていれば、弾性表面波フィルタ素子１７の通過帯域の周波数の実効波長を隣り合う貫通導体２０同士の間隔よりも大きくすることができるので、接地用導体層１２を理想的な接地状態に近づけることができる。
【００２７】
また、貫通導体２０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貫通孔を開け、その貫通孔に充填することにより、絶縁基体１１の内部に接地用導体層１２と接地用電極パッド１９との間にかけて形成される。
【００２８】
そのような貫通導体２０の配置の例を、図２（ａ）および（ｂ）に示す。この例では、接地用導体層１２と接地用電極パッド１９とを接続する貫通導体２０が、弾性表面波フィルタ素子１７の通過帯域の中心周波数の実効波長の１６分の１以下の間隔で、接地用導体層１２のメタライズ導体層のある領域と接地用電極パッド１９のメタライズ導体層のある領域との間に、いわゆる格子状に配設されている。
【００２９】
また、弾性表面波フィルタ素子１７の通過帯域の中心周波数の実効波長の１６分の１以下の間隔で貫通導体２０が配設されていれば、その配置は図２に示すような格子状に限定されず、例えば接地用導体層１２の中心から外側に向かうように放射状やいわゆる千鳥状等に配設されていてもよい。
【００３０】
また、貫通導体２０は、弾性表面波フィルタ素子１７の通過帯域の中心周波数の実効波長の１６分の１以下の間隔で、接地用導体層１２と接地用電極パッド１９とを接続可能な限りで広い範囲に配設するほうがよい。これは、外部電気回路に接続する接地用電極パッド１９と接地用導体層１２との間に発生するインダク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、アイソレーション特性をより十分に改善することができるからである。
【００３１】
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配線間のアイソレーション特性の例を、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、縦軸はアイソレーション（単位：ｄＢ）を表し、実線の直線はアイソレーション規格値−４０ｄＢ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配線３・３間のアイソレーション特性を、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配線１３・１３のアイソレーション特性を示している。
【００３２】
図３に示す結果から分かるように、一般に携帯電話機で使用される１〜２ＧＨｚの周波数領域において、アイソレーション規格−４０ｄＢを十分に満たすことが可能であり、本発明の弾性表面波フィルタ用パッケージによれば、接地用導体層１２と接地用電極パッド１９とは、それらの間の絶縁基体１１の内部に弾性表面波フィルタ素子１７の通過帯域の中心周波数の実効波長の１６分の１以下の間隔で配設された多数の貫通導体２０により電気的に接続されていることから、隣り合う貫通導体２０同士の間隔より携帯電話機等に使用される周波数の実効波長を大きくすることができるので、貫通導体２０間の距離に応じて生じる共振がより高い周波数で生じることとなり、弾性表面波フィルタの阻止域の周波数帯において接地用導体層と接地用電極パッドとの間における、パッケージの入出力配線１３を伝播する電磁波の共振を抑制することができ、高周波化した阻止域における減衰量および入出力配線１３のアイソレーションの劣化を改善することができる。
【００３３】
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の上面中央部に設けた凹部１１ａ内の搭載部に弾性表面波フィルタ素子１７を接着剤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を介して電気的に接続し、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。
【００３４】
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る。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従来周知の金属加工法を施すことによって製作される。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。
【００３５】
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。
【００３６】
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ープレクサ等の他の電子装置にも適用可能である。
【００３７】
【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が搭載される搭載部を有し、搭載部から外周部に向かって広面積の接地用導体層が形成されているとともに、絶縁基体の下面に外部電気回路の接地導体に電気的に接続される広面積の接地用電極パッドが接地用導体層と対向するように形成されており、接地用導体と接地用電極パッドとは、それらの間の絶縁基体の内部に弾性表面波フィルタ素子の通過帯域の中心周波数の実効波長の１６分の１以下の間隔で配設された多数の貫通導体により電気的に接続されていることから、接地用導体層の接地状態を極めて安定させることができるとともに、隣り合う貫通導体同士の間隔よりも携帯電話機等に使用される、弾性表面波フィルタ素子の通過帯域の周波数の実効波長を大きくすることができるので、貫通導体間の距離に応じて生じる共振がより高い周波数で生じることとなり、弾性表面波フィルタの阻止域の周波数帯において接地用導体層と接地用電極パッドとの間におけるパッケージの入出力配線を伝播する電磁波の共振を抑制することができ、高周波化した阻止域における減衰量および入出力配線のアイソレーション特性の劣化を改善することができるという効果を持つ。
【００３８】
以上により、本発明によれば、パッケージの配線を伝播する電磁波の共振を抑制することができ、高周波化した阻止域における減衰量および入出力配線間のアイソレーションの劣化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用導体層および接地用電極パッドの例を示す絶縁基体の上面図および下面図である。
【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入出力用配線間のアイソレーション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用導体層および接地用電極パッドの例を示す絶縁基体の上面図および下面図である。
【図６】従来の弾性表面波フィルタにおける入出力用配線間のアイソレーション特性を示す線図である。
【符号の説明】
１１：絶縁基体
１１ａ：凹部
１２：接地用導体層
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：接地用電極パッド
２０：貫通導体
Claims (1)
- 絶縁基体の上面中央部に弾性表面波フィルタ素子が搭載される搭載部を有し、該搭載部から外周部に向かって広面積の接地用導体層が形成されているとともに、前記絶縁基体の下面に外部電気回路の接地導体に電気的に接続される広面積の接地用電極パッドが前記接地用導体層と対向するように形成されており、前記接地用導体と前記接地用電極パッドとは、それらの間の前記絶縁基体の内部に前記弾性表面波フィルタ素子の通過帯域の中心周波数の実効波長の１６分の１以下の間隔で配設された多数の貫通導体により電気的に接続さ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。
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102983832A (zh) * | 2012-10-31 | 2013-03-20 | 天津大学 | 射频滤波器件封装结构 |
| US9083313B2 (en) | 2011-03-03 | 2015-07-14 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Substrate, duplexer and substrate module |
-
2003
- 2003-02-25 JP JP2003046805A patent/JP2004260375A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9083313B2 (en) | 2011-03-03 | 2015-07-14 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Substrate, duplexer and substrate module |
| CN102983832A (zh) * | 2012-10-31 | 2013-03-20 | 天津大学 | 射频滤波器件封装结构 |
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