JP2005348265A - 弾性表面波フィルタ - Google Patents

Abstract

【課題】 シールド効果を高めることができる弾性表面波フィルタを提供する。
【解決手段】 圧電基板１１上に２組の入力ＩＤＴ１２，１４及び出力ＩＤＴ１６，１８を並行して配置する。各組の入力ＩＤＴ１２，１４と出力ＩＤＴ１６，１８との間に、一つのシールド電極２３を配置する。各組の入力ＩＤＴ１２，１４及び出力ＩＤＴ１６，１８の両側に、端子２２，２４，３０，３２，３４，３６を配置する。シールド電極２３の両端に、それぞれ、グランド端子２２，２４を接続する。
【選択図】図１

Description

本発明は、弾性表面波フィルタに関する。

テレビジョン受像機に使用される映像中間周波数用映像音声複合ＳＡＷフィルタなどでは、例えば図８に示すように、ＳＡＷ基板１に、共通入力ＩＤＴ３と、映像出力ＩＤＴ４ａ及び音声出力ＩＤＴ４ｂとの間に、電磁波（直達波）を遮断するためのシールド電極５が設けられている。シールド電極５の一端に接続された端子６は、接地される（例えば、特許文献１参照）。

従来、このようなＳＡＷ基板１は、端子がパッケージと反対側を向いた状態（フェイスアップ）でワイヤボンディングされ、金属キャップで覆われ、シールドされていた。
特開平７−３０３０２５号公報（図３）

近年、電子部品は、素子チップと略同じ外形寸法にするＣＳＰ（チップサイズパッケージ）のものが提供されている。例えば図９に示すように、素子チップ７の電極や端子をベース基板８に対向させ、実装面に向ける形で配置し、薄型化のために部品天面（素子チップ７の電極や端子とは反対側の面）がシールドされないものがある。

映像音声複合ＳＡＷフィルタについて、このような構成によりＣＳＰ化を図ると、他の部品やアース面の位置により、実装時に他の部品やアースの接近により平衡性が崩れ、影響を受けやすい。特に平衡信号が入力又は出力するＩＤＴはアース面の接近により平衡性が崩れるので、この影響を受けやすい。実装時に特性が変わりにくいようにするためには、シールド電極によるシールド効果を高めることが必要である。つまり、真のアースに近い状態であることが必要である。

本発明は、かかる実情に鑑み、シールド効果を高めることができる弾性表面波フィルタを提供しようとするものである。

本発明は、上記課題を解決するため、以下のように構成した弾性表面波フィルタを提供する。

弾性表面波フィルタは、圧電基板と、前記圧電基板上に配置された第１組の入力ＩＤＴ及び出力ＩＤＴと、前記圧電基板上に前記第１組の入力ＩＤＴ及び出力ＩＤＴと並行して配置された第２組の入力ＩＤＴ及び出力ＩＤＴと、前記各組の入力ＩＤＴと前記各組の出力ＩＤＴとの間に配置された一つのシールド電極と、複数の端子とを備える。複数の前記端子は、前記各組の入力ＩＤＴ及び出力ＩＤＴの外側に、前記各組の入力ＩＤＴ及び出力ＩＤＴに沿って配置され、少なくとも、２つの平衡信号端子、１つの不平衡信号端子及び２つのグランド端子を含む。前記平衡信号端子は、少なくとも一つの前記ＩＤＴのバスバーにそれぞれ接続される。前記不平衡信号端子は、前記平衡信号端子に前記バスバーが接続された第１の前記ＩＤＴと並行して配置された第２の前記ＩＤＴの、前記第１のＩＤＴとは反対側のバスバーに接続される。前記第２のＩＤＴの前記第１のＩＤＴ側のバスバーは、前記シールド電極に接続される。前記シールド電極の両端は、前記第１組の入力ＩＤＴ及び出力ＩＤＴ側に配置された１つの前記グランド端子と、前記第２組の入力ＩＤＴ及び出力ＩＤＴ側に配置された他の１つの前記グランド端子とに接続される。

上記構成において、各ＩＤＴは２つのバスバーを有する。入力ＩＤＴのバスバーに信号が入力されると、圧電基板に弾性表面波が生じる。この弾性表面波の伝搬により、出力ＩＤＴのバスバーから信号が出力される。

上記構成において、入力ＩＤＴと出力ＩＤＴとの間に配置されたシールド電極は、その両端がそれぞれグランド端子に接続され、アースされている。シールド電極は、シールド電極の一端のみをアースした場合に比べ、アースに対するインピーダンスが約１／２になり、アースが強化される。これによって、シールド性を改善することができる。

好ましくは、前記圧電基板と、前記第１組の入力ＩＤＴ及び出力ＩＤＴと、前記第２組の入力ＩＤＴ及び出力ＩＤＴと、前記シールド電極と、前記端子とで素子チップが構成されており、前記素子チップの前記端子に対向して配置され、前記端子に対向する面に前記端子とバンプ接続されるランドを有するベース基板をさらに備え、前記素子チップと前記ベース基板とが接着剤により接着される。

上記構成によれば、素子チップには、ベース基板に対向する面にのみ導電性のＩＤＴと端子とを形成するだけで、十分なシールド性を確保することができる。つまり、素子チップには、ベース基板に対向する面とは反対側の面に、シールドのために導電性の電極を形成しなくてもよい。

上記構成は、ＣＳＰ（チップサイズパッケージ）のように弾性表面波フィルタを小型化する場合に、シールド性改善効果が大きい。

好ましくは、前記端子は、共通入力端子を含む。前記各組の入力ＩＤＴのそれぞれ一方のバスバーが前記共通入力端子に接続され、それぞれの前記入力ＩＤＴの他方のバスバーが前記シールド電極に接続される。前記各端子と電気的に接続された６つの外部電極を備え、前記外部電極は３つずつ２列に並行して配置される。前記２列の一方において、一端に配置された前記外部電極が、１つの前記グランド端子に接続される。前記２列の他方において、中央に配置された前記外部電極が、他の１つの前記グランド端子に接続される。前記２列の他方において、前記２列の一方の前記グランド端子に接続された前記外部電極と同じ側の一端に配置された前記外部電極が、前記共通入力端子に接続される。

上記構成によれば、少ない端子数で、２つの周波数帯域を含む信号をそれぞれの帯域に分けるデュアル帯域フィルタを構成することができる。また、入力用外部電極と出力用外部電極とをできるだけ離すことにより、入出力信号間の干渉を防止することができる。

好ましくは、前記各組の入力ＩＤＴ及び出力ＩＤＴのそれぞれに沿って配置された２組の前記端子においてそれぞれ同じ側の一方の端に前記平衡信号端子が配置され、いずれか一つ組の前記端子において他方の端に前記共通入力端子が配置される。

上記構成によれば、共通入力端子と平衡信号端子との間の距離が最も大きくなる。干渉する端子同士を最大限離すことにより、平衡信号端子に出力される帯域フィルタの帯域外特性をより改善することができる。

好ましくは、前記各組の出力ＩＤＴのいずれか一方が映像信号用であり、他方が音声信号用である。

この場合、上記の各効果が得られる映像音声複合ＳＡＷフィルタとなる。

本発明の弾性表面波フィルタは、シールド効果を高めることができる。

以下、本発明の最良の実施の形態として実施例を、図１〜図７を参照しながら説明する。

図２に示すように、弾性表面波フィルタは、素子チップ１０とベース基板５０とを重ね合わせ、素子チップ１０とベース基板５０との間を封止したものである。この弾性表面波フィルタは、トランスバーサル型弾性表面波フィルタであり、例えばテレビジョン受像機に使われる映像中間周波数用映像音声複合ＳＡＷフィルタとして使用される。

素子チップ１０は、圧電性を有しない非圧電基板の片面に、図１に模式的に示した配線パターンが形成され、その上に圧電基板となる圧電薄膜１１が配置される。

配線パターンは、櫛型電極（Ｉｎｔｅｒ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）である４つのＩＤＴ１２，１４，１６，１８と、シールド電極２３と、６つの端子２２，２４，３０，３２，３４，３６と、それらの間を接続する部分とを含む。

一方の組のＩＤＴ１２，１６は音声信号用であり、他方の組のＩＤＴ１４，１８は映像信号用である。各組のＩＤＴ１２，１４，１６，１８は、表面波伝搬方向に沿うように並行して配置される。

シールド電極２３は、音声信号用のＩＤＴ１２，１６の間及び映像信号用のＩＤＴ１４，１８の間を横断するように配置されている。シールド電極２３に関して一方の側に配置されたＩＤＴ１２，１４は、信号が入力される入力ＩＤＴ１２，１４である。他方の側に配置されたＩＤＴ１６，１８は、信号を出力する出力ＩＤＴ１６，１８である。

ＩＤＴ１２，１４，１６，１８の外側には、音声信号用のＩＤＴ１２，１６に沿って３つの端子２２，３０，３２が配置され、映像信号用のＩＤＴ１４，１８に沿って他の３つの端子２４，３４，３６が配置される。

シールド電極２３には、音声信号用の入力ＩＤＴ１２、映像信号用の入力ＩＤＴ１４及び音声信号用の出力ＩＤＴ１６の一方のバスバー１２ａ，１４ａ，１６ａが接続される。シールド電極２３の両端には、端子２２，２４が接続される。端子２２，２４は、グランド端子２２，２４となる。端子３４は、音声信号用の入力ＩＤＴ１２及び映像信号用の入力ＩＤＴ１４の他方のバスバー１２ｂ，１４ｂに接続され、共通入力信号端子３４となる。

端子３０には、音声信号用の出力ＩＤＴ１６の他方のバスバー１６ｂが接続され、不平衡信号を出力する音声信号出力端子３０となる。端子３２，３６は、映像信号用の出力ＩＤＴ１８の一対のバスバーにそれぞれ接続され、平衡信号を出力する映像信号出力端子３２，３６となる。

圧電薄膜１１は、図１において鎖線で示したように、ＩＤＴ１２，１４，１６，１８とシールド電極２３とを全体的に覆うように形成される。端子３４からＩＤＴ１２，１４に信号が入力されると、圧電薄膜１１に弾性表面波が発生し、それがＩＤＴ１６，１８に伝搬して端子３０，３２，３６から信号が出力するようになっている。

図２に示すように、ベース基板５０の互いに平行な一対の面の一方（上面）５０ａには、周縁に沿って互いに間隔を設けて、ランド５１〜５６が形成されている。他方の面（下面）５０ｂには、図３に示すように、弾性表面波を実装するための６つの外部電極６１〜６６が形成されている。ランド５１〜５６と外部電極６１〜６６とは、ベース基板５０を貫通する不図示のスルーホールを介して、それぞれ導通するようになっている。

図２及び図３に示したように、外部電極６１〜６６は、３つずつ２列に並行して、互いに間隔を設けて配置される。一方の列の一端に配置された外部電極６６は、ランド５６を介して、素子チップ１０のグランド端子２２に接続される。他方の列において、中央に配置された外部電極６２は、ランド５２を介して、素子チップ１０のグランド端子２４に接続される。また、外部電極６６と同じ側の一端に配置された外部電極６１は、ランド５１を介して、素子チップ１０の共通入力端子３４に接続される。

弾性表面波フィルタは、ベース基板５０の上面５０ａと素子チップ１０の端子２２，２４，３０，３２，３４，３６が配置された面とが対向して配置され、対応する端子２２，２４，３０，３２，３４，３６とランド５１〜５６との間がバンプ接合され、ベース基板５０と素子チップ１０との間が封止される。

以上のように構成した弾性表面波フィルタは、入力ＩＤＴ１２，１４と、出力ＩＤＴ１６，１８との間に、両端が端子２２，２４を介して接地されたシールド電極２３が配置される。シールド電極２３は、その一端のみをアースした場合に比べ、アースに対するインピーダンスが約１／２になり、アースが強化される。これによって、電界がシールド電極２３により多く結合するようになるので、シールド性を改善することができる。

さらに、映像信号出力端子３２，３６を一方の端に配置し、共通入力端子３４を他方の端に配置し、映像信号出力端子３２，３６と共通入力端子３４とが最も離れる端子配置としている。このように干渉する端子同士をできるだけ離すことで、映像信号出力端子３２，３４に出力される帯域フィルタの帯域外特性をより改善することができる。

図４は、実施例の弾性表面波フィルタについて、映像信号の本来のフィルタ特性を実線で示している。図６のように弾性表面波フィルタの素子チップ１０側に金属板７０を接近させたとき、素子チップ１０の電極面との間の容量Ｃの影響で、弾性表面波フィルタの特性が変化する。図４中の点線は、このように金属板７０を接近させたときの特性変化を示している。

図５は、比較例の弾性表面波フィルタについて、映像信号の本来のフィルタ特性を実線で示し、実施例と同様に金属板７０を接近させたときの特性変化を点線で示している。比較例では、図７に示すように、シールド電極２３の一方の端部にのみ端子２４を設け、接地している。

図４及び図５から、シールド電極２３の両端をアースした実施例は、シールド電極２３の一端のみをアースした比較例と比べ、帯域外特性の変化が少なく、シールド効果が高いことが分かる。

次に、具体例について説明する。

厚さ０．８ｍｍのガラス基板に複数の素子チップ１０を形成する。ガラス基板の片面に、厚さ０．４μｍのＡｌ膜を蒸着して、配線パターン全体を形成する。ＩＤＴ１２，１４，１６，１８及びシールド電極２３の部分には、圧電薄膜１１として、厚さ２０μｍのＺｎＯ膜を形成する。端子２２，２４，３０，３２，３４，３６の部分は、厚さ０．０８μｍのＴｉ膜、厚さ０．６μｍのＮｉ膜、厚さ０．４μｍのＡｇ膜を順に蒸着し、その上にエポキシ系の導電性接着剤を約４０μｍの厚さで印刷塗布し、バンプ電極とする。

一方、厚さ０．１ｍｍのガラスエポキシの集合基板に複数のベース基板５０を形成する。集合基板の片面に高さ０．１ｍｍのランド５１〜５６を形成し、反対側の面に高さ０．１ｍｍの外部電極６１〜６６を形成する。ランド５１〜５６が形成された面には、ベース基板５０の周縁に沿って絶縁性接着剤を約３０μｍの厚さで印刷塗布する。

ガラス基板と集合基板とは、素子チップ１０とベース基板５０とが対応するようにして、接着剤塗布面同士を貼り合わせ、加熱して接着剤を硬化させる。このようにして接着した後、ガラス基板にダイシングテープを貼り付け、ダイシングにより切断し、弾性表面波フィルタの個片に分離する。

なお、本発明は、上記した実施例に限定されるものではなく、種々変更を加えて実施することができる。

圧電基板は、ＺｎＯ薄膜に限らず、水晶、ＬｉＮｂＯ_３、ＬｉＴａＯ_３などであってもよい。素子チップは、圧電基板以外のガラス基板などの非圧電基板を備える構成であっても、圧電基板以外に基板を備えない構成であってもよい。

また、平衡信号を入力する構成としてもよい。その場合、入力ＩＤＴのバスバーはシールド電極に接続しない。

素子チップの構成図である。（実施例） 弾性表面波フィルタの構成図である。（実施例） ベース基板の下面図である。（実施例） フィルタ特性を示すグラフである。（実施例） フィルタ特性を示すグラフである。（比較例） フィルタ特性変化の説明図である。 素子チップの構成図である。（比較例） 複合ＳＡＷフィルタの構成図である。（従来例） ＣＳＰの構成図である。

符号の説明

１０ 素子チップ
１１ 圧電薄膜（圧電基板）
１２ ＩＤＴ（第１組の入力ＩＤＴ）
１２ａ，１２ｂ バスバー
１４ ＩＤＴ（第２組の入力ＩＤＴ）
１４ａ，１４ｂ バスバー
１６ ＩＤＴ（第１組の出力ＩＤＴ、第２のＩＤＴ）
１６ａ，１６ｂ バスバー
１８ ＩＤＴ（第２組の出力ＩＤＴ、第１のＩＤＴ）
１８ａ，１８ｂ バスバー
２２ グランド端子
２３ シールド電極
２４ グランド端子
３０ 音声信号出力端子（不平衡信号端子）
３２ 映像信号出力端子（平衡信号端子）
３４ 共通入力端子
３６ 映像信号出力端子（平衡信号端子）
５０ ベース基板
６１〜６６ 外部電極

Claims (5)

1. 圧電基板と、
   前記圧電基板上に配置された第１組の入力ＩＤＴ及び出力ＩＤＴと、
   前記圧電基板上に前記第１組の入力ＩＤＴ及び出力ＩＤＴと並行して配置された第２組の入力ＩＤＴ及び出力ＩＤＴと、
   前記各組の入力ＩＤＴと前記各組の出力ＩＤＴとの間に配置された一つのシールド電極と、
   前記各組の入力ＩＤＴ及び出力ＩＤＴの外側に、前記各組の入力ＩＤＴ及び出力ＩＤＴに沿って配置され、少なくとも、２つの平衡信号端子、１つの不平衡信号端子及び２つのグランド端子を含む複数の端子とを備え、
   前記平衡信号端子は、少なくとも一つの前記ＩＤＴのバスバーにそれぞれ接続され、
   前記不平衡信号端子は、前記平衡信号端子に前記バスバーが接続された第１の前記ＩＤＴと並行して配置された第２の前記ＩＤＴの、前記第１のＩＤＴとは反対側のバスバーに接続され、前記第２のＩＤＴの前記第１のＩＤＴ側のバスバーは前記シールド電極に接続され、
   前記シールド電極の両端は、前記第１組の入力ＩＤＴ及び出力ＩＤＴ側に配置された１つの前記グランド端子と、前記第２組の入力ＩＤＴ及び出力ＩＤＴ側に配置された他の１つの前記グランド端子とに接続されたことを特徴とする、弾性表面波フィルタ。
2. 前記圧電基板と、前記第１組の入力ＩＤＴ及び出力ＩＤＴと、前記第２組の入力ＩＤＴ及び出力ＩＤＴと、前記シールド電極と、前記端子とで素子チップが構成されており、
   前記素子チップの前記端子に対向して配置され、前記端子に対向する面に前記端子とバンプ接続されるランドを有するベース基板をさらに備え、
   前記素子チップと前記ベース基板とが接着剤により接着されたことを特徴とする、請求項１に記載の弾性表面波フィルタ。
3. 前記端子は、共通入力端子を含み、
   前記各組の入力ＩＤＴのそれぞれ一方のバスバーが前記共通入力端子に接続され、それぞれの前記入力ＩＤＴの他方のバスバーが前記シールド電極に接続され、
   前記各端子と電気的に接続された６つの外部電極を備え、前記外部電極は３つずつ２列に並行して配置され、
   前記２列の一方において、一端に配置された前記外部電極が、１つの前記グランド端子に接続され、
   前記２列の他方において、中央に配置された前記外部電極が、他の１つの前記グランド端子に接続され、
   前記２列の他方において、前記２列の一方の前記グランド端子に接続された前記外部電極と同じ側の一端に配置された前記外部電極が、前記共通入力端子に接続されたことを特徴とする、請求項２に記載の弾性表面波フィルタ。
4. 前記各組の入力ＩＤＴ及び出力ＩＤＴのそれぞれに沿って配置された２組の前記端子においてそれぞれ同じ側の一方の端に前記平衡信号端子が配置され、いずれか一つ組の前記端子において他方の端に前記共通入力端子が配置されたことを特徴とする、請求項１、２又は３に記載の弾性表面波フィルタ。
5. 前記各組の出力ＩＤＴのいずれか一方が映像信号用であり、他方が音声信号用であることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれか一つに記載の弾性表面波フィルタ。

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