JP2006101550A - Surface acoustic wave device, communication apparatus using the same, and antenna duplexer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、弾性表面波デバイス及びこれを用いた通信装置に関する。特に、フリップチップボンディング技術を用い、装置の小型化を可能とし、更に装置の高信頼化を有する弾性表面波デバイス及びこれを用いた通信装置に関する。 The present invention relates to a surface acoustic wave device and a communication apparatus using the same. In particular, the present invention relates to a surface acoustic wave device that uses flip-chip bonding technology to reduce the size of the device and further increases the reliability of the device, and a communication device using the surface acoustic wave device.
近年の携帯電話をはじめとする通信装置の小型化は著しいものがある。かかる装置の小型化の傾向に対し、それに使用される部品の小型化、低背化の要求が高まっている。 In recent years, there has been a remarkable downsizing of communication devices including mobile phones. In response to the trend toward miniaturization of such devices, there is an increasing demand for miniaturization and low profile of components used in the apparatus.
特に、通信装置においては、フィルタ、共振器、遅延線デバイスは不可欠の部品であり、フリップチップボンディング技術を用いたSAW(Surface Acoustic Wave:弾性表面波)デバイスによりこれらの小型化を実現している。 In particular, filters, resonators, and delay line devices are indispensable components in communication apparatuses, and these miniaturizations are realized by SAW (Surface Acoustic Wave) devices using flip chip bonding technology. .
図1は、かかる弾性表面波デバイスのパッケージへの搭載方法を示す概略断面図である。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a method for mounting such a surface acoustic wave device on a package.
図1(A)は、ワイヤーボンディング技術による弾性表面波デバイスのパッケージへの搭載方法である。圧電素子(チップ)1に弾性表面波素子が形成されている。 FIG. 1A shows a method of mounting a surface acoustic wave device on a package by wire bonding technology. A surface acoustic wave element is formed on the piezoelectric element (chip) 1.
この圧電素子1は、セラミック等の誘電体材料により形成される凹部を有するパッケージ2に搭載され、導電性接着材3により張り付け固定される。パッケージ2は、圧電素子1を搭載した後、キャップ5により封止される。さらに、パッケージ2の外表面はキャップ5を含め、裏面の接地端子4と接続する導体金属板あるいは金属メッキで形成されている。
The
ここで、圧電素子1上の適宜の電極とパッケージ2の対応する電極との間は、Alワイヤー6で接続される。したがって、Alワイヤー6により高さ方向に所定の大きさが必要である。
Here,
このように、図1(A)に示すワイヤーボンディング技術による場合は、低背化には限界がある。図1(B)は、これを解決するための技術としてフリップチップボンディング技術を用いる例である。 As described above, in the case of the wire bonding technique shown in FIG. FIG. 1B shows an example in which a flip chip bonding technique is used as a technique for solving this problem.
図1(A)との比較において、図1(B)のフリップチップボンディング技術では、圧電素子1上の適宜の電極とパッケージ2の対応する電極との間の接続は、Auバンプ7を介して行われる。したがって、高さ方向は、Alワイヤー6による場合に較べ、低背化が可能である。
In comparison with FIG. 1A, in the flip chip bonding technique of FIG. 1B, the connection between an appropriate electrode on the
ここで、図1(B)のフリップチップボンディング技術では、圧電素子1とパッケージ2との接続面がAuバンプ7の大きさで決まり、ワイヤーボンディング技術による場合より小さくなる。一方、一般に使用されている圧電素子1とパッケージ2には線膨張係数に差が存在する。
Here, in the flip chip bonding technique of FIG. 1B, the connection surface between the
このために、試験段階において与えられる温度サイクル時にバンプ7に加わる応力負荷が大きくなる。これがデバイスの信頼性が低下する要因(接続断線等)となり、小型化のためにフリップチップボンディング技術を採用することへの妨げ要因となっていた。
For this reason, the stress load applied to the
従来技術として,特許文献1にセラミックパッケージの膨張率に言及している発明が記載されている。また,別の特許文献2には,圧電素子であるLiTaO3の熱膨張係数が示されている。
しかしながら,上記いずれの従来技術においても,圧電素子1とパッケージ2には線膨張係数の差に基づく,試験段階において与えられる温度サイクル時に生じる接続断線等の問題に対する解決手段は,示されていない。
However, none of the above-described prior arts discloses a solution to the problems such as disconnection in the
したがって、本発明はかかる問題を解決し、小型化、高信頼化を可能とする弾性表面波デバイス及びこれを用いた通信装置を提供することにある。 Accordingly, it is an object of the present invention to provide a surface acoustic wave device and a communication apparatus using the surface acoustic wave device that can solve such problems and can be downsized and highly reliable.
上記の課題を解決する本発明の第1の側面は,弾性表面波デバイスであって,線膨張係数を有するパッケージと、弾性表面波素子が形成され、前記パッケージにフリップチップボンディングで搭載された圧電素子を有し、この圧電素子は、X,Y,Z結晶軸を有する単結晶から所定角度で切り出されたものであり、前記弾性表面波素子の櫛形電極により生成される弾性表面波の進行方向とこれに垂直な方向の線膨張係数が異なり、且つ前記パッケージの線膨張係数に近い線膨張係数を持つ方向を長辺として有することを特徴とする。 A first aspect of the present invention that solves the above problems is a surface acoustic wave device in which a package having a linear expansion coefficient and a surface acoustic wave element are formed and mounted on the package by flip chip bonding. The piezoelectric element is cut out from a single crystal having X, Y, and Z crystal axes at a predetermined angle, and the traveling direction of the surface acoustic wave generated by the comb-shaped electrode of the surface acoustic wave element And a direction having a linear expansion coefficient close to the linear expansion coefficient of the package as a long side.
第1の側面において,さらに、前記圧電素子に電極パターンを有し、前記電極パターンと前記パッケージとをつなぐバンプの位置が前記圧電素子の中心と点対称に配置されてもよい。 In the first aspect, the piezoelectric element may further include an electrode pattern, and a position of the bump connecting the electrode pattern and the package may be arranged symmetrically with respect to the center of the piezoelectric element.
また,前記弾性表面波素子は、梯子型フィルタを構成する電極パターンを有して構成できる。 The surface acoustic wave element can be configured to have an electrode pattern constituting a ladder filter.
さらに,前記電極パターンと前記パッケージとをつなぐバンプの全ての位置が前記梯子型フィルタの短辺側に配置される共振器より前記圧電素子の中心に近い側に配置されるように構成できる。 Furthermore, all the positions of the bumps connecting the electrode pattern and the package can be arranged closer to the center of the piezoelectric element than the resonator arranged on the short side of the ladder filter.
上記の課題を解決する本発明の第2の側面は,弾性表面波デバイスであって,線膨張係数を有するパッケージと、弾性表面波素子が形成され、前記パッケージにフリップチップボンディングで搭載された二つの圧電素子を有し、この二つの圧電素子の各々は、X,Y,Z結晶軸を有する単結晶から所定角度で切り出されたものであり、前記弾性表面波素子の櫛形電極により生成される弾性表面波の進行方向とこれに垂直な方向の線膨張係数が異なり、且つ前記パッケージの線膨張係数に近い線膨張係数を持つ方向を長辺として有し、更にそれぞれの中心周波数が異なるものであることを特徴とする。 A second aspect of the present invention that solves the above problems is a surface acoustic wave device, in which a package having a linear expansion coefficient and a surface acoustic wave element are formed and mounted on the package by flip chip bonding. Each of the two piezoelectric elements is cut from a single crystal having X, Y, and Z crystal axes at a predetermined angle, and is generated by a comb-shaped electrode of the surface acoustic wave element. The surface expansion direction of the surface acoustic wave is different from the direction perpendicular to the linear expansion coefficient, and the direction having the linear expansion coefficient close to the linear expansion coefficient of the package is a long side, and the center frequency of each is different. It is characterized by being.
この第2の側面において,前記二つの圧電素子のそれぞれに形成された弾性表面波素子の接地電極が前記パッケージ上で共通にできる。 In the second aspect, the ground electrode of the surface acoustic wave element formed on each of the two piezoelectric elements can be made common on the package.
さらに,前記二つの圧電素子のそれぞれに形成された弾性表面波素子の接地電極が前記パッケージ上でそれぞれ独立にできる。 Furthermore, the ground electrode of the surface acoustic wave element formed on each of the two piezoelectric elements can be made independent on the package.
さらに,上記側面1において,前記弾性表面波素子は、ダブルモード型フィルタであり、このフィルタの入力側接地電極と出力側接地電極が、前記パッケージ上で分離されるように構成できる。
Furthermore, in the
また,前記二つの圧電素子のいずれか一方の圧電素子に形成された前記弾性表面波素子は、カスケード接続されたダブルモード型フィルタであり、前記フィルタの入力側接地電極と出力側接地電極が、前記パッケージ上で分離されるように構成できる。 The surface acoustic wave element formed on one of the two piezoelectric elements is a cascade-connected double mode filter, and the input side ground electrode and the output side ground electrode of the filter include: It can be configured to be separated on the package.
上記側面において,前記圧電素子は、X、Y、Z結晶軸を有する単結晶から切り出され、X結晶軸が前記弾性表面波の伝播方向に一致するように構成できる。 In the above aspect, the piezoelectric element may be cut out from a single crystal having X, Y, and Z crystal axes so that the X crystal axis coincides with the propagation direction of the surface acoustic wave.
また,前記圧電素子をLiTaO3単結晶からY軸回転角度40〜44度で切り出されたものであるとすることができる。 Further, the piezoelectric element can be cut from a LiTaO3 single crystal at a Y-axis rotation angle of 40 to 44 degrees.
また,前記圧電素子は、LiNbO3単結晶から所定角度で切り出されたものであるとすることができる。 Further, the piezoelectric element may be cut from a LiNbO3 single crystal at a predetermined angle.
上記の課題を解決する本発明の第3の側面は,弾性表面波フィルタを有する通信装置であって,線膨張係数を有するパッケージと、弾性表面波素子が形成され、前記パッケージにフリップチップボンディングで搭載された圧電素子を有し、前記圧電素子は、X,Y,Z結晶軸を有する単結晶から所定角度で切り出されたものであり、前記弾性表面波素子の櫛形電極により生成される弾性表面波の進行方向とこれに垂直な方向の線膨張係数が異なり、且つ前記パッケージの線膨張係数に近い線膨張係数を持つ方向を長辺として有することを特徴とする。 A third aspect of the present invention that solves the above problems is a communication device having a surface acoustic wave filter, in which a package having a linear expansion coefficient and a surface acoustic wave element are formed, and the package is flip-chip bonded. An elastic surface produced by a comb-shaped electrode of the surface acoustic wave element, the piezoelectric element being cut at a predetermined angle from a single crystal having X, Y, and Z crystal axes. The long side has a direction having a linear expansion coefficient that is different from the linear expansion coefficient of the package in a direction perpendicular to the traveling direction of the wave and that has a linear expansion coefficient close to the linear expansion coefficient of the package.
さらに,上記の課題を解決する本発明の第4の側面は,アンテナデュプレクサであって,それぞれに弾性表面波フィルタが形成され、前記パッケージにフリップチップボンディングで搭載された二つの圧電素子を有し、この二つの圧電素子の各々は、X,Y,Z結晶軸を有する単結晶から所定角度で切り出されたものであり、前記弾性表面波フィルタの櫛形電極により生成される弾性表面波の進行方向とこれに垂直な方向の線膨張係数が異なり、且つ前記パッケージの線膨張係数に近い線膨張係数を持つ方向を長辺として有し、更に前記二つの圧電素子に形成される弾性表面波フィルタのそれぞれの中心周波数が異なるものであることを特徴とする。 Furthermore, a fourth aspect of the present invention that solves the above-described problem is an antenna duplexer, which has two piezoelectric elements each formed with a surface acoustic wave filter and mounted on the package by flip chip bonding. Each of the two piezoelectric elements is cut from a single crystal having X, Y, and Z crystal axes at a predetermined angle, and the traveling direction of the surface acoustic wave generated by the comb-shaped electrode of the surface acoustic wave filter The surface acoustic wave filter of the surface acoustic wave filter formed in the two piezoelectric elements has a direction having a linear expansion coefficient different from that of the package and a direction having a linear expansion coefficient close to the linear expansion coefficient of the package as a long side. Each center frequency is different.
本発明の更なる特徴は、図面とともに説明される以下の実施の形態から明らかになる。 Further features of the present invention will become apparent from the following embodiments described in conjunction with the drawings.
本発明によりフリップチップボンディング技術により弾性表面波素子が形成された圧電素子をパッケージに搭載する弾性表面波デバイスの小型化と高信頼化をはかることが可能である。 According to the present invention, it is possible to reduce the size and increase the reliability of a surface acoustic wave device in which a piezoelectric element having a surface acoustic wave element formed by flip chip bonding technology is mounted on a package.
以下本発明の実施の形態を説明する。なお、図において、同一又は類似のものには同一の参照数字又は参照記号を付して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below. In the drawings, the same or similar items are denoted by the same reference numerals or reference symbols.
図2は、従来の弾性表面波素子が形成されている圧電素子1を上面から見た図である。
FIG. 2 is a top view of a
ここで、圧電素子1は、X、Y、Z結晶軸を有する単結晶例えば、LiTaO3
から所定角度で切り出された圧電体基板(ウエハー)を、更に複数の直方体チップに分割して得られたものである。そして、圧電素子1は結晶軸に沿う辺を有している。図2の例では長辺LxはX軸に沿う辺であり、短辺LzはZ軸に沿う辺である。
Here, the
The piezoelectric substrate (wafer) cut out at a predetermined angle from the substrate is further divided into a plurality of rectangular parallelepiped chips. The
圧電素子1上に形成される弾性表面波素子は、櫛形電極10、12及び11を有し、櫛形電極10、12は並列共振器、櫛形電極11は直列共振器を構成する様に入力電極パッドP1、出力電極パッドP2及び、接地電極パッドP3に接続され、ラダー(梯子)型フィルタを構成している。図3は、図2の弾性表面波素子によるラダー型フィルタの等価回路であり、直列共振回路を2段、並列共振回路を3段有している。
The surface acoustic wave element formed on the
ここで、図2において、圧電素子1の長辺Lxは弾性表面波素子の櫛形電極による弾性表面波(SAW)の伝播方向に一致する。さらに、この圧電素子1は、長辺Lx方向の線膨張係数と短辺Lz方向の線膨張係数とが異なっている。
Here, in FIG. 2, the long side Lx of the
これらの弾性表面波(SAW)の伝播方向となる結晶軸及び、それぞれの辺方向における線膨張係数は、圧電体基板が切り出される単結晶の種類及び切り出し角度によって一義的である。 The crystal axis that is the propagation direction of these surface acoustic waves (SAW) and the linear expansion coefficient in each side direction are unambiguous depending on the type of single crystal from which the piezoelectric substrate is cut and the cutting angle.
例えば、LiTaO3単結晶のY軸回転角度が42度で切り出される圧電体基板は、弾性表面波の伝播方向(X軸に沿う方向)の線膨張係数がαx=16.1ppm, 垂直方向(Z軸に沿う方向)の線膨張係数がαz=9.5ppmである。 For example, a piezoelectric substrate cut out at a LiTaO 3 single crystal Y-axis rotation angle of 42 degrees has a coefficient of linear expansion αx = 16.1 ppm in the direction of surface acoustic wave propagation (direction along the X-axis), the vertical direction (Z-axis) The linear expansion coefficient in the direction along (α) is αz = 9.5 ppm.
一方、図2に示す圧電素子1をフリップチップボンディング技術により、パッケージに搭載する場合は、それぞれの電極パッドP1、P2,P3に対応する位置で、図1に示したようにバンプ7によりパッケージ2上の電極に接続される。
On the other hand, when the
ところがパッケージ2自体も線膨張係数を有している。例えば、セラミックパッケージを用いる場合は、その線膨張係数は、およそα=7〜8ppmである。 However, the package 2 itself also has a linear expansion coefficient. For example, when a ceramic package is used, the linear expansion coefficient is approximately α = 7 to 8 ppm.
したがって、図2に示す圧電素子1は、弾性表面波の伝播方向の辺即ち、長辺Lxの線膨張係数において、パッケージ2の線膨張係数との差が大きいものとなり、この場合はバンプ7に大きな応力が働き、接続上信頼性に問題が生じる。
Therefore, the
本発明は、かかる問題を解決するものであり、図4にその一実施例の構成を示し、図2におけると同様に圧電素子1を上面から見た図である。図4の実施例は、図2の例との比較において、圧電素子1の長辺と短辺が反対になっている。すなわち、長辺LzはZ軸に沿う辺であり、短辺LxはX軸に沿う辺である。
The present invention solves such a problem, and FIG. 4 shows the configuration of one embodiment thereof, and is a view of the
このように、本発明に従いパッケージ2の線膨張係数に近い方の辺Lzを長辺とするように構成する。これによりバンプ7に対する応力が図2に示す従来例に比較し、小さくすることが可能である。
Thus, according to the present invention, the side Lz closer to the linear expansion coefficient of the package 2 is configured to be the long side. As a result, the stress on the
ちなみに、上記したLiTaO3単結晶のY軸回転角度が40度、42度、44度で切り出される圧電体基板では、X軸に沿う方向の線膨張係数がαx=16.1ppmで、それぞれZ軸に沿う方向の線膨張係数がαz=9.1ppm、9.5ppm、9.9ppmであるので、いずれの回転角で切り出した場合も、X軸に沿う方向に較べてセラミックパッケージの線膨張係数α=7〜8ppmに近い。 By the way, in the piezoelectric substrate cut out at the LiTaO 3 single crystal Y axis rotation angles of 40 degrees, 42 degrees and 44 degrees, the linear expansion coefficient along the X axis is αx = 16.1 ppm, Since the linear expansion coefficient along the direction is αz = 9.1 ppm, 9.5 ppm, and 9.9 ppm, the linear expansion coefficient α of the ceramic package is 7 to 8 ppm compared to the direction along the X axis when cut at any rotation angle. Close to.
さらに別の例として、LiNbO3を用いる場合は、Y軸回転角度が41度の場合、X軸方向の線膨張係数αx=15.4ppm, Z方向はαz=10.9ppm,64度の場合、X軸方向の線膨張係数αx=15.4ppm, Z方向はαz=13.9ppmである。この場合もZ軸に沿う方向の線膨張係数の方がX軸方向の線膨張係数に較べて、セラミックパッケージの線膨張係数α=7〜8ppmに近い。 As another example, when LiNbO 3 is used, when the Y-axis rotation angle is 41 degrees, the linear expansion coefficient αx = 15.4 ppm in the X-axis direction, and in the Z-direction αz = 10.9 ppm, 64 degrees, the X-axis The linear expansion coefficient αx in the direction is 15.4 ppm, and in the Z direction is αz = 13.9 ppm. Also in this case, the linear expansion coefficient in the direction along the Z axis is closer to the linear expansion coefficient α = 7 to 8 ppm of the ceramic package than the linear expansion coefficient in the X axis direction.
上記いずれの場合も、セラミックパッケージの線膨張係数に近い線膨張係数を持つZ軸に沿う方向を長辺とすることによりバンプに対する応力負荷を減少することが可能である。このように本発明はパッケージ2の線膨張係数に近い線膨張係数を持つ結晶軸に沿う方向を長辺とした圧電素子1を用い、この圧電素子1を図5に示すようにセラミックパッケージ2に搭載し、バンプ7を介してパッケージ2の対応する電極と接続する。これにより信頼性の高い弾性表面波デバイスが得られる。
In any of the above cases, it is possible to reduce the stress load on the bumps by setting the long side in the direction along the Z-axis having a linear expansion coefficient close to that of the ceramic package. As described above, the present invention uses the
図4に戻り、更に本発明の別の特徴を説明する。すなわち、図4において、電極パッドAとA’BとB’CとC’はそれぞれ圧電素子1の中心に対し点対称に配置されている。
Returning to FIG. 4, another feature of the present invention will be described. That is, in FIG. 4, the electrode pads A, A′B, B′C, and C ′ are arranged point-symmetrically with respect to the center of the
このように、圧電素子1の中心に対し点対称に電極パッドを配置することにより、それぞれ電極パッド位置に対応するバンプにかかる応力負荷をバラし、応力を分散させることが可能である。
As described above, by arranging the electrode pads symmetrically with respect to the center of the
上記した本発明の適用は、圧電素子1に形成される弾性表面波素子が図4に示すラダー型の櫛形電極構造を持つものに限定されるものではなく、他の櫛形電極構造を持つ弾性表面波素子が形成される場合も当然に含まれる。
The application of the present invention described above is not limited to the surface acoustic wave element formed on the
例えば、図6乃至図8は、他の櫛形電極構造を持つ弾性表面波素子の例である。特に、図6に示す例は、 IIDT(Interdigitated Interdigital Transducer)型フィルタの例であり、Z軸に沿う辺が長辺Lzとされ、入出力電極パッドP1,P2の関係において、及び接地電極パッドP3間の関係において、対称に配置されている。 For example, FIGS. 6 to 8 show examples of surface acoustic wave elements having other comb electrode structures. In particular, the example shown in FIG. 6 is an example of an IIDT (Interdigitated Interdigital Transducer) type filter, the side along the Z axis is the long side Lz, and the relationship between the input / output electrode pads P 1 and P 2 and the ground electrode in relation between the pads P 3, they are arranged symmetrically.
図7は、カスケード接続されたダブルモード型フィルタの例であり、長辺をZ軸に沿う方向としている。図7において、第1のダブルモード型フィルタ101と第2のダブルモード型フィルタ102が接続電極103,104でカスケード接続され、2段のダブルモード型フィルタにより、より選択性の高いフィルタが構成されている。
FIG. 7 shows an example of a cascade-connected double mode filter, in which the long side is in the direction along the Z axis. In FIG. 7, a first double-
さらに、図7においても、圧電素子1の中心点に対し、電極パッドは点対称に配置されている。
Further, also in FIG. 7, the electrode pads are arranged point-symmetrically with respect to the center point of the
図8は、さらにダブルモード型の別の弾性表面波フィルタを形成した圧電素子1の上面図である。特に2つのダブルモード型フィルタ101,102をカスケード接続し、出力を2つの出力電極パッドP4から取るバランス型としている例である。
FIG. 8 is a top view of the
図9は、更に別の本発明の特徴を説明する実施例を示す図である。図9(A)に示すラダー型フィルタにおいて、直列共振器R1の接地電極パッドP6及び、直列共振器R2の接地電極パッドP7は、それぞれ直列共振器R1、R2の外側にあり,接地電極パッドP6及びP7を図9(B)に示すように、それぞれ直列共振器R1、R2の内側に配置している。
FIG. 9 is a diagram showing an embodiment for explaining still another feature of the present invention. In the ladder type filter shown in FIG. 9A, the ground electrode pad P 6 of the series resonator R1 and the ground electrode pad P 7 of the series resonator R2 are outside the series resonators R1 and R2, respectively. As shown in FIG. 9B, the pads P 6 and P 7 are arranged inside the
これにより接地電極パッドP6、P7の圧電素子1の中心からの距離を小さくすることができ、従って接地電極パッドP6、P7に対応するバンプに与える応力負荷を小さくすることができる。
As a result, the distance of the ground electrode pads P 6 and P 7 from the center of the
ここで、通信装置におけるフィルタの適用について考察する。図10は、無線通信装置、例えば携帯電話の高周波回路を中心とするブロック図である。アンテナ20に繋がるアンテナデュプレクサ21は、送信用フィルタ210と受信用フィルタ211を有する。送信用フィルタ210と受信用フィルタ211それぞれ所定の通過帯域を有し、中心周波数が異なるものである。
Here, the application of the filter in the communication apparatus will be considered. FIG. 10 is a block diagram centering on a high-frequency circuit of a wireless communication apparatus, for example, a mobile phone. The antenna duplexer 21 connected to the
送信側は、音声信号により変調器22で搬送波を変調する。変調された搬送波は、逓倍器24により局部発振器23からの送信周波数帯域信号に逓倍される。次いで段間フィルタ25を通り、電力増幅器26により電力増幅され、アンテナデュプレクサ21の送信用フィルタ210を通り、アンテナ20から送出される。
On the transmission side, the
一方、アンテナ20で受信された受信信号は、アンテナデュプレクサ21の受信用フィルタ211を通り、前置増幅器27により増幅される。前置増幅器27の出力は、段間フィルタ28を通し、逓減器29に導かれる。
On the other hand, the reception signal received by the
局部発振器23から出力される周波数信号のうちフィルタ30により送信周波数と異なる周波数信号が抽出され、これにより受信信号は逓減器29によりIF信号に変換される。変換されたIF信号は、IFフィルタ31により高調波成分が除去されて復調器32に導かれ、復調される。
A frequency signal different from the transmission frequency is extracted from the frequency signal output from the
図11は、更に別の携帯電話の高周波回路を中心とするブロック図である。特に、欧州において用いられる携帯電話の高周波回路部の概略構成である。すなわち、1つの電話機が2つのシステムに対応する様に構成されたものである。900MHzの周波数帯域を有するEGSM系と、1.8GHzの周波数帯域を有するDCS系に対応するものである。 FIG. 11 is a block diagram centering on a high-frequency circuit of still another mobile phone. In particular, it is a schematic configuration of a high-frequency circuit unit of a mobile phone used in Europe. That is, one telephone is configured to support two systems. This corresponds to an EGSM system having a frequency band of 900 MHz and a DCS system having a frequency band of 1.8 GHz.
このために、各システムに対する送受信デュアルフィルタ40,41を有している。また、アンテナ20に繋がるシステム及び送受信信号を分離する例えばダイプレクサモジュール30と増幅器31,32の間に更にSAWフィルタを搭載する場合もある。
For this purpose, transmission / reception
段間フィルタ40,41それぞれの後段は、図10の構成と同様に変調、復調回路に接続されるが、本発明の説明において、直接関連しないので更なる説明は省略する。
The subsequent stages of the
図10,図11の説明から容易に理解出来るように、通信装置には複数のフィルタが使用され、且つ携帯電話のように小型化を要求される場合には、これらのフィルタを実現する、より小型の弾性表面波デバイスが必要である。 As can be easily understood from the description of FIG. 10 and FIG. 11, when a plurality of filters are used in the communication device and miniaturization is required like a mobile phone, these filters are realized. A small surface acoustic wave device is required.
図12は、かかる要求に応える本発明に従う弾性表面波デバイスの実装における実施例を説明する図であり、図13は、実装後の状態を示す図である。かかる実施例は、先に説明した本発明の特徴を有する圧電素子1を2つ共通にパッケージ2に搭載し、キャップ5により封止する例である。パッケージ2は凹部を有し、接地端子及び入出力端子とAuバンプ7を介して圧電素子1の対応する電極パッドと接続して固定する。
FIG. 12 is a diagram for explaining an example of mounting a surface acoustic wave device according to the present invention that meets such a requirement, and FIG. 13 is a diagram showing a state after mounting. In this embodiment, two
ここにおいて、先に説明したように圧電素子1の長辺をパッケージ2の線膨張係数に近い軸方向に選択し、且つ電極パッドの配置が圧電素子1の中心に対し対称とされているものである。したがって、図13において、バンプ7に対する応力が低減されている。
Here, as described above, the long side of the
図13の例は、2つの圧電素子1の接地電極パッドが共通にパッケージ2の接地端子4に接続される例である。
The example of FIG. 13 is an example in which the ground electrode pads of the two
図14は、更に別の例であり、共通のパッケージ2に搭載された2つの圧電素子1の接地電極パッドをパッケージ2の接地端子4に分離して接続する例である。これにより2つの圧電素子1間の干渉を防止することが可能である。
FIG. 14 shows still another example in which the ground electrode pads of the two
図15は、更に又別の例であり、1つの圧電素子1に形成される2つの弾性表面波素子の入力用及び出力用接地電極パッドを、互いに分離してパッケージ2の接地端子4に接続する例である。これにより入出力間の干渉を防止することが可能である。
FIG. 15 shows still another example. The input and output ground electrode pads of two surface acoustic wave elements formed on one
かかる例は、先に図7に関し説明した接続電極103,104でカスケード接続された2段のダブルモード型フィルタや、1段のダブルモード型フィルタ等に適用可能である。
Such an example is applicable to a two-stage double mode filter or a one-stage double mode filter cascade-connected with the
ここで、上記図12乃至図15において、2つの圧電素子を共通のパッケージに搭載する例を説明したが、本発明の適用は、かかる例に限られない。2つの圧電素子を共通のパッケージに搭載する場合は、例えば、図10におけるアンテナデュプレクサ21、あるいは図11におけるデュアルフィルタ40,41として構成することが出来る。
Here, in FIG. 12 to FIG. 15, the example in which the two piezoelectric elements are mounted on the common package has been described. However, the application of the present invention is not limited to such an example. When two piezoelectric elements are mounted in a common package, for example, the antenna duplexer 21 in FIG. 10 or the
さらに、2つ以上の圧電素子を共通のパッケージに搭載する場合は、例えば図10において、段間フィルタ、IFフィルタあるいは、更なる他のシステムに対するフィルタを含んで構成することが可能である。 Further, when two or more piezoelectric elements are mounted in a common package, for example, in FIG. 10, an interstage filter, an IF filter, or a filter for another system can be included.
尚、以上の実施例の説明では、1つの圧電素子上に1つのフィルタを構成した場合について説明したが、本発明は、これに限定されず、1つの圧電素子上に2つ以上のフィルタを構成してもかまわない。 In the above description of the embodiment, the case where one filter is configured on one piezoelectric element has been described. However, the present invention is not limited to this, and two or more filters are provided on one piezoelectric element. You can configure it.
1 圧電素子
2 パッケージ
4 接地端子
5 キャップ
7 Auバンプ
1 Piezoelectric element 2 Package 4 Ground terminal 5
Claims (14)
弾性表面波素子が形成され、前記パッケージにフリップチップボンディングで搭載された圧電素子を有し、
該圧電素子は、X,Y,Z結晶軸を有する単結晶から所定角度で切り出されたものであり、前記弾性表面波素子の櫛形電極により生成される弾性表面波の進行方向とこれに垂直な方向の線膨張係数が異なり、且つ前記パッケージの線膨張係数に近い線膨張係数を持つ方向を長辺として有することを特徴とする弾性表面波デバイス。 A package having a linear expansion coefficient;
A surface acoustic wave element is formed, and has a piezoelectric element mounted on the package by flip chip bonding,
The piezoelectric element is cut from a single crystal having X, Y, and Z crystal axes at a predetermined angle, and is perpendicular to the traveling direction of the surface acoustic wave generated by the comb-shaped electrode of the surface acoustic wave element. A surface acoustic wave device having a direction having a linear expansion coefficient different from each other and having a linear expansion coefficient close to that of the package as a long side.
さらに、前記圧電素子に電極パターンを有し、該電極パターンと前記パッケージとをつなぐバンプの位置が前記圧電素子の中心と点対称に配置されていることを特徴とする弾性表面波デバイス。 In claim 1,
Furthermore, the surface acoustic wave device is characterized in that the piezoelectric element has an electrode pattern, and the bumps connecting the electrode pattern and the package are arranged symmetrically with respect to the center of the piezoelectric element.
前記弾性表面波素子は、梯子型フィルタを構成する電極パターンを有することを特徴とする弾性表面波デバイス。 In claim 1,
The surface acoustic wave device has an electrode pattern that constitutes a ladder-type filter.
前記電極パターンと前記パッケージとをつなぐバンプの全ての位置が前記梯子型フィルタの短辺側に配置される共振器より前記圧電素子の中心に近い側に配置されることを特徴とする弾性表面波デバイス。 In claim 3,
A surface acoustic wave characterized in that all the positions of the bumps connecting the electrode pattern and the package are arranged closer to the center of the piezoelectric element than the resonator arranged on the short side of the ladder filter. device.
弾性表面波素子が形成され、前記パッケージにフリップチップボンディングで搭載された二つの圧電素子を有し、
該二つの圧電素子の各々は、X,Y,Z結晶軸を有する単結晶から所定角度で切り出されたものであり、前記弾性表面波素子の櫛形電極により生成される弾性表面波の進行方向とこれに垂直な方向の線膨張係数が異なり、且つ前記パッケージの線膨張係数に近い線膨張係数を持つ方向を長辺として有し、更にそれぞれの中心周波数が異なるものであることを特徴とする弾性表面波デバイス。 A package having a linear expansion coefficient;
A surface acoustic wave element is formed and has two piezoelectric elements mounted on the package by flip chip bonding,
Each of the two piezoelectric elements is cut out at a predetermined angle from a single crystal having X, Y, and Z crystal axes, and the traveling direction of the surface acoustic wave generated by the comb-shaped electrode of the surface acoustic wave element is Elasticity characterized in that the linear expansion coefficient in the direction perpendicular to this is different and has a direction having a linear expansion coefficient close to the linear expansion coefficient of the package as a long side, and each center frequency is different. Surface wave device.
前記二つの圧電素子のそれぞれに形成された弾性表面波素子の接地電極が前記パッケージ上で共通にされていることを特徴とする弾性表面波デバイス。 In claim 5,
A surface acoustic wave device, wherein a ground electrode of a surface acoustic wave element formed on each of the two piezoelectric elements is shared on the package.
前記二つの圧電素子のそれぞれに形成された弾性表面波素子の接地電極が前記パッケージ上でそれぞれ独立にされていることを特徴とする弾性表面波デバイス。 In claim 5,
A surface acoustic wave device, wherein ground electrodes of surface acoustic wave elements formed on each of the two piezoelectric elements are made independent on the package.
前記弾性表面波素子は、ダブルモード型フィルタであり、該フィルタの入力側接地電極と出力側接地電極が、前記パッケージ上で分離されていることを特徴とする弾性表面波デバイス。 In claim 1,
The surface acoustic wave device is a double mode filter, and an input side ground electrode and an output side ground electrode of the filter are separated on the package.
前記二つの圧電素子のいずれか一方の圧電素子に形成された前記弾性表面波素子は、カスケード接続されたダブルモード型フィルタであり、該フィルタの入力側接地電極と出力側接地電極が、前記パッケージ上で分離されていることを特徴とする弾性表面波デバイス。 In claim 5,
The surface acoustic wave element formed on one of the two piezoelectric elements is a cascade-connected double mode filter, and the input side ground electrode and the output side ground electrode of the filter are connected to the package. A surface acoustic wave device characterized by being separated above.
前記圧電素子は、X、Y、Z結晶軸を有する単結晶から切り出され、X結晶軸が前記弾性表面波の伝播方向に一致することを特徴とする弾性表面波デバイス。 In any one of Claims 1 thru | or 9,
The surface acoustic wave device, wherein the piezoelectric element is cut from a single crystal having X, Y, and Z crystal axes, and the X crystal axis coincides with a propagation direction of the surface acoustic wave.
前記圧電素子は、LiTaO3単結晶からY軸回転角度40〜44度で切り出されたものであることを特徴とする弾性表面波デバイス。 In claim 10,
The surface acoustic wave device according to claim 1, wherein the piezoelectric element is cut from a LiTaO3 single crystal at a Y-axis rotation angle of 40 to 44 degrees.
前記圧電素子は、LiNbO3単結晶から所定角度で切り出されたものであることを特徴とする弾性表面波デバイス。 In claim 10,
2. The surface acoustic wave device according to claim 1, wherein the piezoelectric element is cut from a LiNbO3 single crystal at a predetermined angle.
弾性表面波素子が形成され、前記パッケージにフリップチップボンディングで搭載された圧電素子を有し、
該圧電素子は、X,Y,Z結晶軸を有する単結晶から所定角度で切り出されたものであり、前記弾性表面波素子の櫛形電極により生成される弾性表面波の進行方向とこれに垂直な方向の線膨張係数が異なり、且つ前記パッケージの線膨張係数に近い線膨張係数を持つ方向を長辺として有する弾性表面波フィルタを有する通信装置。 A package having a linear expansion coefficient;
A surface acoustic wave element is formed, and has a piezoelectric element mounted on the package by flip chip bonding,
The piezoelectric element is cut from a single crystal having X, Y, and Z crystal axes at a predetermined angle, and is perpendicular to the traveling direction of the surface acoustic wave generated by the comb-shaped electrode of the surface acoustic wave element. A communication device having a surface acoustic wave filter having a direction whose linear expansion coefficient is different and whose direction has a linear expansion coefficient close to the linear expansion coefficient of the package.
それぞれに弾性表面波フィルタが形成され、前記パッケージにフリップチップボンディングで搭載された二つの圧電素子を有し、
該二つの圧電素子の各々は、X,Y,Z結晶軸を有する単結晶から所定角度で切り出されたものであり、前記弾性表面波フィルタの櫛形電極により生成される弾性表面波の進行方向とこれに垂直な方向の線膨張係数が異なり、且つ前記パッケージの線膨張係数に近い線膨張係数を持つ方向を長辺として有し、
更に前記二つの圧電素子に形成される弾性表面波フィルタのそれぞれの中心周波数が異なるものであることを特徴とするアンテナデュプレクサ。 A package having a linear expansion coefficient;
Each has a surface acoustic wave filter, and has two piezoelectric elements mounted on the package by flip chip bonding,
Each of the two piezoelectric elements is cut at a predetermined angle from a single crystal having X, Y, and Z crystal axes, and the traveling direction of the surface acoustic wave generated by the comb-shaped electrode of the surface acoustic wave filter The direction of the linear expansion coefficient in the direction perpendicular to this is different, and has a direction having a linear expansion coefficient close to the linear expansion coefficient of the package as a long side,
The antenna duplexer is characterized in that the surface frequencies of the surface acoustic wave filters formed on the two piezoelectric elements are different from each other.
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