JP2005277522A - Electronic component - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は電子部品に関し、特に共振器が用いられた電子部品に関するものである。 The present invention relates to an electronic component, and more particularly to an electronic component using a resonator.
今日、目覚ましい普及を見せている携帯電話に代表される移動体通信機器は、小型化が急速に進められている。それに伴って、移動体通信機器に使用される部品には、小型化および高性能化が要求されている。 Today, mobile communication devices typified by mobile phones, which are remarkably spreading, are rapidly being miniaturized. Along with this, miniaturization and high performance are required for components used in mobile communication devices.
このような移動体通信機器における送信信号と受信信号との分岐、生成を行うために、分波器(電子部品)が用いられている。分波器は、帯域通過フィルタ、帯域阻止フィルタ、あるいはこれらの組み合わせにより構成されたものがあるが、一層の小型化および高性能化を達成するために、相互に異なる帯域中心周波数を有する2つのフィルタから構成されたものがある。 In order to branch and generate a transmission signal and a reception signal in such a mobile communication device, a duplexer (electronic component) is used. Some demultiplexers are configured by bandpass filters, bandstop filters, or combinations thereof. In order to achieve further miniaturization and higher performance, two demultiplexers having different band center frequencies can be used. Some are composed of filters.
薄膜バルク波振動子デバイスを用いた分波器としては、例えば特開2001−24476号公報に記載されているように、複数の薄膜バルク波振動子デバイスを電気的にラダー型に構成した送信フィルタおよび受信フィルタと位相整合回路とを組み合わせた形で構成することができる。 As a duplexer using a thin film bulk acoustic wave device, for example, as described in JP-A-2001-24476, a transmission filter in which a plurality of thin film bulk acoustic wave devices are electrically configured as a ladder type In addition, the reception filter and the phase matching circuit can be combined.
このような2つのフィルタを使用した分波器の機能的な構成を図8に示す。図8に示す分波器(電子部品)10では、アンテナ端子Cから分岐した一方の線路に送信フィルタ11が接続されている。また、他方の線路に、位相整合回路13を介して受信フィルタ12が接続されている。このように受信フィルタ12に位相整合回路13が装荷されることで、送信フィルタ11と受信フィルタ12とのインピーダンス特性について位相の変化によって整合がとられ(理想的には2つのフィルタ11,12がそれぞれの通過域において相手側のインピーダンスが無限大となるよう整合がとられ)、2つのフィルタ11,12が相互に干渉して分波特性が劣化するのが防止されている。各フィルタ11,12には、分波された信号の入出力端子S1,S2がそれぞれ接続されている。
FIG. 8 shows a functional configuration of a duplexer using two such filters. In the duplexer (electronic component) 10 shown in FIG. 8, the
なお、図9に示すように、送信フィルタ11にも位相整合回路14を装荷したり、送信フィルタ11のみに装荷することもできる。
As shown in FIG. 9, the
現在市販されている薄膜バルク波振動子デバイスを用いた分波器としては、パッケージ化した2つのフィルタをプリント回路基板上に搭載したものが知られており、この分波器では、位相整合回路として積層チップコンデンサ、積層チップインダクタが用いられている。そのためサイズが比較的大きいため、より小型化の分波器への要望が強くあった。 As a branching filter using a thin film bulk acoustic wave device currently on the market, a packaged two filter mounted on a printed circuit board is known. In this branching filter, a phase matching circuit is used. For example, a multilayer chip capacitor and a multilayer chip inductor are used. Therefore, since the size is relatively large, there has been a strong demand for a smaller duplexer.
このような要請に応え、薄膜バルク波振動子デバイスおよび位相整合回路を一体的にパッケージ化して分波器を作製した例として、例えば特開2003−179518号公報に記載がある。ここでは送信フィルタおよび受信フィルタがセラミック基板を用いて一体的に形成されており、位相整合回路はセラミック基板の内部に導体パターンを用いて形成されている。この特開2003−179518号公報に記載の技術では、フィルタはセラミック基板と一体的に形成されている。なお、複数の薄膜バルク波振動子デバイスを用いて構成された送信フィルタ、受信フィルタをそれぞれ別個のチップ上に形成することも考えられる。これらの場合においても、ディスクリート素子であるインダクタやコンデンサを用いて位相整合回路を構成し、フィルタと同じように基板に搭載すると、パッケージは大きくならざるをえない。 In response to such a request, as an example in which a duplexer is manufactured by integrally packaging a thin film bulk acoustic wave device and a phase matching circuit, there is a description in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-179518. Here, the transmission filter and the reception filter are integrally formed using a ceramic substrate, and the phase matching circuit is formed inside the ceramic substrate using a conductor pattern. In the technique described in Japanese Patent Laid-Open No. 2003-179518, the filter is formed integrally with the ceramic substrate. It is also conceivable to form a transmission filter and a reception filter configured using a plurality of thin film bulk acoustic wave devices on separate chips. Even in these cases, if a phase matching circuit is configured using inductors and capacitors which are discrete elements and mounted on a substrate in the same manner as a filter, the package must be large.
そのため、内部導体パターンを用いて伝送線路やインダクタンス、コンデンサ等を基板の内部に形成することが小型化の観点からは有利である。 For this reason, it is advantageous from the viewpoint of miniaturization to form a transmission line, an inductance, a capacitor and the like inside the substrate using the internal conductor pattern.
ここで、位相整合回路に用いられる位相線路としてはマイクロストリップライン、コプレーナライン等が考えられるが、装置の小型化を実現する上では、誘電体を介して上下に設けたグランド層で位相線路を挟む構造(ストリップライン)とするのが好適である。この場合、ストリップラインをフィルタ実装面下に設けると、構造全体の厚みが大きくなってしまう。 Here, as the phase line used in the phase matching circuit, a microstrip line, a coplanar line, and the like can be considered. However, in order to reduce the size of the apparatus, the phase line is formed by a ground layer provided above and below via a dielectric. A sandwiching structure (strip line) is preferable. In this case, if the strip line is provided below the filter mounting surface, the thickness of the entire structure increases.
このような構造での分波器の一例を図10に示す。図10において、電子部品である分波器10は、送信フィルタ11と受信フィルタ12とが搭載された5層構造の基板部15と、フィルタ11,12を包囲するようにして基板部15上に取り付けられた3層構造の枠体16とを備えている。なお、基板部15および枠体16には、セラミックや樹脂など、例えばアルミナなどの誘電体のグリーンシートを積層焼成したものが用いられている。また、各層の厚みは200μm程度であり、よって基板部15の厚みは800μm、枠体16の厚みは600μm、そして装置全体の厚みとしては1.4mm程度になっている。
An example of the duplexer having such a structure is shown in FIG. In FIG. 10, the
基板部15には、位相整合回路である所定の長さのストリップライン13を積層方向から挟むようにして2つのグランド層17a,17bが形成されている。基板部15を構成するセラミックの誘電率が7程度であった場合、2GHz程度の周波数で動作する分波器を構成しようとすると、位相整合回路として適当に動作するためには、ストリップライン13は14mm程度の長さが必要である。そして、ストリップライン13の電気抵抗による損失はそのままフィルタの挿入損失につながるので、これを極力減らす必要がある。そのためには、ストリップライン13の導体材料として低抵抗なものを使うのはもちろんであるが、ライン幅を広げるのも有効となる。
しかしながら、ストリップラインの特性インピーダンスを一定にしたままでライン幅を広げるには、基板部を構成する誘電体層の厚みを厚くする必要がある。 However, in order to widen the line width while keeping the characteristic impedance of the strip line constant, it is necessary to increase the thickness of the dielectric layer constituting the substrate portion.
すると、装置の厚みがさらに増加することになり、小型、低背化の要請に反することになる。 As a result, the thickness of the device further increases, which is against the demand for a small size and a low profile.
そこで、本発明は、低背化を達成しつつ電気的特性に優れた電子部品を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an electronic component having excellent electrical characteristics while achieving a low profile.
上記課題を解決するため、本発明に係る電子部品は、相互に異なる帯域中心周波数を有する少なくとも1つの共振器からなる第1のフィルタおよび少なくとも1つの共振器からなる第2のフィルタと、所定の配線パターンが形成され、実装面に前記第1のフィルタおよび前記第2のフィルタが電気的接続手段を介してそれぞれ搭載された基板部と、前記第1のフィルタおよび前記第2のフィルタを包囲する形状で前記基板部上に順次積層配置された誘電体からなる第1の枠状層および第2の枠状層と、前記基板部と前記第1の枠状層との間に設けられ、前記第1のフィルタおよび前記第2のフィルタの接地端子と電気的に接続された第1の接地線路と、前記第2の枠状層の前記第1の枠状層側とは反対側に設けられ、前記第1の接地線路と電気的に接続された第2の接地線路と、前記第1の枠状層と前記第2の枠状層との間において前記第1の接地線路と前記第2の接地線路とで少なくとも一部が挟まれる位置に設けられ、前記第1のフィルタおよび前記第2のフィルタの少なくとも何れかと電気的に接続された位相線路とを有することを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, an electronic component according to the present invention includes a first filter including at least one resonator having different band center frequencies and a second filter including at least one resonator, and a predetermined filter. A wiring pattern is formed, and surrounds the substrate part on which the first filter and the second filter are mounted on the mounting surface via electrical connection means, and the first filter and the second filter. A first frame-like layer and a second frame-like layer made of a dielectric, which are sequentially stacked on the substrate part in a shape, and provided between the substrate part and the first frame-like layer, A first ground line electrically connected to a ground terminal of the first filter and the second filter, and provided on the opposite side of the second frame layer from the first frame layer side; , The first ground line and the power At least a portion of the first ground line and the second ground line between the first ground line and the second frame line that are connected to each other, and between the first frame layer and the second frame layer And a phase line electrically connected to at least one of the first filter and the second filter.
本発明の好ましい形態において、前記基板部は、単層体、または内部に導体パターンが形成された積層体であることを特徴とする。 In a preferred embodiment of the present invention, the substrate portion is a single layer body or a laminated body in which a conductor pattern is formed.
本発明のさらに好ましい形態において、前記第1のフィルタと前記第2のフィルタは、圧電膜の内部を伝搬するバルク波により所定の共振周波数の信号を得る圧電共振器、または圧電体の表面を伝搬する弾性表面波により所定の共振周波数の信号を得る弾性表面波共振器からなるフィルタであることを特徴とする。 In a further preferred aspect of the present invention, the first filter and the second filter are propagated through a piezoelectric resonator that obtains a signal of a predetermined resonance frequency by a bulk wave propagating inside the piezoelectric film, or a surface of a piezoelectric body. It is a filter comprising a surface acoustic wave resonator that obtains a signal having a predetermined resonance frequency by a surface acoustic wave.
本発明のさらに好ましい形態において、前記電気的接続手段はバンプであることを特徴とする。 In a further preferred aspect of the present invention, the electrical connection means is a bump.
本発明によれば以下の効果を奏することができる。 According to the present invention, the following effects can be obtained.
すなわち、本発明によれば、基板部の実装面と同じ平面上に第1の接地線路を設け、基板部上に配置された第1の枠状層と第2の枠状層との間に設けられた位相線路を第1の接地線路と第2の接地線路とで挟むようにしているので、基板部内に位相線路を形成する必要がなくなり、実装面上の僅か2層の枠状層で位相線路を設けることが可能になる。 That is, according to the present invention, the first grounding line is provided on the same plane as the mounting surface of the substrate unit, and the first frame-like layer and the second frame-like layer disposed on the substrate unit are provided. Since the provided phase line is sandwiched between the first ground line and the second ground line, it is not necessary to form the phase line in the substrate portion, and the phase line is formed by only two frame layers on the mounting surface. Can be provided.
これにより、基板部の厚みを大幅に薄くすることができ、低背化を達成しつつ電気的特性に優れた電子部品を得ることが可能になる。 As a result, the thickness of the substrate portion can be significantly reduced, and an electronic component having excellent electrical characteristics can be obtained while achieving a low profile.
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照しつつさらに具体的に説明する。ここで、添付図面において同一の部材には同一の符号を付しており、また、重複した説明は省略されている。なお、ここでの説明は本発明が実施される最良の形態であることから、本発明は当該形態に限定されるものではない。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described more specifically with reference to the drawings. Here, in the accompanying drawings, the same reference numerals are given to the same members, and duplicate descriptions are omitted. In addition, since description here is the best form by which this invention is implemented, this invention is not limited to the said form.
図1は本発明の一実施の形態における電子部品を示す断面図、図2は図1の電子部品を構成する基板部の裏面を示す平面図、図3は図1の電子部品を構成する基板部の内層を示す平面図、図4は図1の電子部品を構成する基板部の実装面を示す平面図、図5は図1の電子部品を構成する第1の枠状層を示す平面図、図6は図1の電子部品を構成する第2の枠状層を示す平面図、図7は本発明の他の実施の形態における電子部品を示す断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing an electronic component according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view showing a back surface of a substrate portion constituting the electronic component of FIG. 1, and FIG. 3 is a substrate constituting the electronic component of FIG. FIG. 4 is a plan view showing a mounting surface of a substrate part constituting the electronic component of FIG. 1, and FIG. 5 is a plan view showing a first frame layer constituting the electronic component of FIG. 6 is a plan view showing a second frame layer constituting the electronic component of FIG. 1, and FIG. 7 is a sectional view showing the electronic component in another embodiment of the present invention.
図1に示す電子部品10は、セラミックや樹脂などからなり所定の配線パターンが形成された基板部15と、基板部15に搭載された2つのフィルタ11,12を有している。このフィルタは、相互に異なる帯域中心周波数を有する送信側フィルタとしての第1のフィルタ11および受信側フィルタとしての第2のフィルタ12であり、これらにより分波器を構成している。なお、フィルタ11,12は1または複数の共振器で構成されている。
An
また、第1のフィルタ11および第2のフィルタ12を包囲する形状で、基板部15上には、例えばアルミナなどの誘電体のグリーンシートを積層焼成した第1の枠状層16aおよび第2の枠状層16bが配置されている。なお、第2の枠状層16b上に蓋部材を取り付け、フィルタ11,12を気密封止するようにしてもよい。
The first frame 11a and the
フィルタ11,12は、電圧印加による圧電効果で圧電膜の内部を伝搬するバルク波により所定の帯域中心周波数の信号が得られる圧電型のフィルタである。このようなフィルタ11,12の電極にはスタッドバンプやメッキバンプなどのバンプ(電気的接続手段)18が形成されており、バンプ18を介してフェースダウンボンディングにより基板部15の実装面15aに実装されている。
The
図2に詳しく示すように、基板部15における実装面15aの反対面である裏面15bには、第1のフィルタ11ならびに第2のフィルタ12に接続されたアンテナ端子C、第1のフィルタ11に入力される信号の入力端子S1、第2のフィルタから出力された信号の出力端子S2、および第1のフィルタ11ならびに第2のフィルタ12に接地電位を供給するグランド端子Gが設けられている。
As shown in detail in FIG. 2, an antenna terminal C connected to the
図1に示すように、基板部15は内部に導体パターンが形成された積層体となっている。そして、その内層15cは、図3に示すように、サイドスルー19を介して入力端子S1と接続された信号線路20a、およびサイドスルー19を介して出力端子S2と接続された信号線路20bが形成されている。
As shown in FIG. 1, the board |
図4に示すように、第1のフィルタ11と第2のフィルタ12とが搭載された基板部15の実装面15aには、スルーホール21aを介して内層15cの信号線路20aと接続されるとともに第2のフィルタ12の一方の信号端子(図示せず)と接続された信号線路20c、スルーホール21bを介して内層15cの信号線路20bと接続されるとともに第1のフィルタ11の一方の信号端子(図示せず)と接続された信号線路20d、サイドスルー19を介してアンテナ端子Cと接続されるとともに第1のフィルタ11の他方の信号端子(図示せず)と接続された信号線路20e、第2のフィルタ12の他方の信号端子(図示せず)と接続された信号線路20f、およびサイドスルー19を介してグランド端子Gと接続された第1の接地線路23aが形成されている。
As shown in FIG. 4, the mounting
なお、第1の接地線路23aは、基板部15の端部に面する信号線路20eで分断されるような形状で実装面15aの外周を略環状に形成されており、第1のフィルタ11および第2のフィルタの接地端子(図示せず)とも電気的に接続されている。
The
図5に示すように、第1の枠状層16aには、スルーホール21cを介して信号線路20eと接続されるとともにスルーホール21dを介して信号線路20fと接続された位相線路22が、第1の接地線路23aの直上に位置するようにして形成されている。位相線路22は、前述のように信号線路20fは第2のフィルタ12と接続されていることから、位相線路22は第2のフィルタ12と電気的に接続される。このような位相線路22により、第1のフィルタ11と第2のフィルタ12とのインピーダンス特性について位相の変化によって整合がとられる。但し、位相線路は第1のフィルタ11と接続されていてもよく、さらに位相線路を2つ形成して2つのフィルタ11,12とそれぞれ接続するようにしてもよい。
As shown in FIG. 5, the
そして、図6に示すように、第2の枠状層16bには、サイドスルー19を介して第1の接地線路23aおよびグランド端子Gと電気的に接続された第2の接地線路23bが第1の接地線路23aに対応した位置に形成されている。
As shown in FIG. 6, the second frame-
したがって、位相線路22は、第1の枠状層16aと第2の枠状層16bとの間において第1の接地線路23aと第2の接地線路23bとで挟まれた位置に設けられている。
Therefore, the
ここで、本実施の形態においては、第1の接地線路23aは基板部15に、位相線路22は第1の枠状層16aに形成されているが、第1の接地線路23aは第1の枠状層16aに、位相線路22は第2の枠状層16bに形成されていてもよい。つまり、第1の接地線路23aは基板部15と第1の枠状層16aとの間に位置していれば、位相線路22は第1の枠状層16aと第2の枠状層16bとの間に位置していればよい。
Here, in the present embodiment, the
なお、サイドスルー19、信号線路20a〜20f、スルーホール21a〜21d、位相線路22、第1および第2の接地線路23a,23bなどの導体パターンは、例えばAg、Al、Au、Pt、Moなどで形成されている。
The conductor patterns such as the side through 19, the
このように、本実施の形態の電子部品10によれば、基板部15の実装面15aと同じ平面上に第1の接地線路23aを設け、基板部15上に配置された第1の枠状層16aと第2の枠状層16bとの間に設けられた位相線路22を第1の接地線路23aと第2の枠状層16bに形成された第2の接地線路23bとで挟むようにしているので、基板部15内に位相線路22を形成する必要がなくなり、実装面15a上の僅か2層の枠状層16a,16bで位相線路22を設けることが可能になる。
As described above, according to the
これにより、基板部15の厚みを大幅に薄くすることができ、例えば各層の厚みを200μmとすると、4層構成となる本実施の形態の電子部品10では、全体の厚みは0.8mmとなる。このため、前述した図10に示す従来の電子部品の厚み(1.4mm)に比べて大幅(0.6mm)な低背化が可能となるので、低背化を達成しつつ電気的特性に優れた電子部品10を得ることができる。
Thereby, the thickness of the board |
なお、以上の説明においては、基板部15は2層の積層体となっているが、3層以上でもよい。あるいは、図7に示すように、あるいは積層構造ではない単層体であってもよい。
In the above description, the
また、フィルタ11,12は圧電共振器から構成されているが、圧電体の表面を伝搬する弾性表面波により所定の共振周波数の信号を得る弾性表面波共振器などから構成されていてもよい。
Moreover, although the
さらに、フィルタ11,12と基板部15との電気的接続手段としてはボンディングワイヤを用いてもよい。但し、バンプ18を介してフェースダウンボンディングにより実装した方がフィルタ11,12に形成されたデバイスと位相線路22との間の距離を広くとることができるので、デバイスと位相線路22との電気的な干渉をより抑制することができ望ましい。
Furthermore, a bonding wire may be used as an electrical connection means between the
10 電子部品
11 第1のフィルタ
12 第2のフィルタ
13,14 位相整合回路
15 基板部
15a 実装面
15b 裏面
15c 内層
16 枠体
16a 第1の枠状層
16b 第2の枠状層
17a,17b グランド層
18 バンプ
19 サイドスルー
20a〜20f 信号線路
21a〜21d スルーホール
22 位相線路
23a 第1の接地線路
23b 第2の接地線路
C アンテナ端子
G グランド端子
S1 入力端子
S2 出力端子
DESCRIPTION OF
Claims (4)
所定の配線パターンが形成され、実装面に前記第1のフィルタおよび前記第2のフィルタが電気的接続手段を介してそれぞれ搭載された基板部と、
前記第1のフィルタおよび前記第2のフィルタを包囲する形状で前記基板部上に順次積層配置された誘電体からなる第1の枠状層および第2の枠状層と、
前記基板部と前記第1の枠状層との間に設けられ、前記第1のフィルタおよび前記第2のフィルタの接地端子と電気的に接続された第1の接地線路と、
前記第2の枠状層の前記第1の枠状層側とは反対側に設けられ、前記第1の接地線路と電気的に接続された第2の接地線路と、
前記第1の枠状層と前記第2の枠状層との間において前記第1の接地線路と前記第2の接地線路とで少なくとも一部が挟まれる位置に設けられ、前記第1のフィルタおよび前記第2のフィルタの少なくとも何れかと電気的に接続された位相線路と、
を有することを特徴とする電子部品。 A first filter comprising at least one resonator having a different band center frequency and a second filter comprising at least one resonator;
A predetermined wiring pattern is formed, and a substrate portion on which the first filter and the second filter are mounted on the mounting surface via electrical connection means,
A first frame-like layer and a second frame-like layer made of a dielectric, which are sequentially stacked on the substrate portion in a shape surrounding the first filter and the second filter;
A first ground line provided between the substrate portion and the first frame layer and electrically connected to ground terminals of the first filter and the second filter;
A second grounding line provided on the opposite side of the second frame-like layer from the first frame-like layer side and electrically connected to the first grounding line;
The first filter is provided at a position at least partially sandwiched between the first ground line and the second ground line between the first frame layer and the second frame layer. And a phase line electrically connected to at least one of the second filters,
An electronic component comprising:
The electronic component according to claim 1, wherein the electrical connection means is a bump.
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