JP2006279603A

JP2006279603A - 弾性表面波装置

Info

Publication number: JP2006279603A
Application number: JP2005096462A
Authority: JP
Inventors: Katsunori Osanai; 勝則小山内; Yoshiichi Kihara; 芳一木原
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2005-03-29
Filing date: 2005-03-29
Publication date: 2006-10-12

Abstract

【課題】素子同士の干渉を低減して特性を向上させかつ設計を複雑化することなく小型低背で機能性に優れたＳＡＷ装置を実現する。
【解決手段】ベース基板と、ＳＡＷ素子と、ＳＡＷ素子の電気的特性を補完する補完回路素子とを含むＳＡＷ装置で、ＳＡＷ素子はベース基板の表面にフリップチップ実装され、補完回路素子はベース基板に表面実装されたチップ部品である。チップ部品として２以上のインダクタ素子を備え、これらのインダクタ素子が、隣り合って配置されるインダクタ素子の磁束が互いに交差するようにベース基板上に実装されている。チップ部品としてキャパシタ、バリスタ及びサーミスタのうちの１種類以上を含むことがある。ベース基板は、樹脂を主体とする材料からなる樹脂基板、セラミック基板及びポリマー材料基板のいずれかであり、且つ１以上の配線層を含む単層基板又は多層基板である。
【選択図】図１

Description

本発明は、弾性表面波装置に係り、特に弾性表面波素子とこれを補完する周辺回路とを一体にしたモジュール構造に関する。

圧電効果によって発生する弾性表面波（Surface Acoustic Wave）を利用した弾性表面波装置（以下、ＳＡＷ装置という）は、小型軽量で信頼性に優れることから、フィルタや共振器など様々な信号処理デバイスとして携帯電話機その他の電子機器に広く利用されている。

かかるＳＡＷ装置は一般に、高周波信号を印加することにより弾性表面波を励振する電極と、この電極により励振され伝搬された弾性表面波を受けてこれを再び電気信号に変換することにより特定周波数の信号を抽出する電極とを圧電基板上に形成してなり、例えば所望の無線信号を抽出するバンドパスフィルタやローパスフィルタ、ハイパスフィルタ等のフィルタデバイスを構成することが可能である。

また、このようなＳＡＷ装置を開示するものとして下記特許文献がある。
特開２００１−１２７５８８号公報特開平９−３０７３９９号公報特開２０００−３１７８３号公報

ところで、移動通信機器の小型・高機能化の進展に伴い、ＳＡＷ装置にも更なる小型低背化・高機能化が望まれ、より良好な特性が求められている。

ところが、小型低背化を行うほど回路素子同士が近接し、素子相互の影響・干渉が増大することとなるから、小型低背化と同時に特性を向上させることは容易ではない。さらに素子相互の干渉を考慮する必要から、装置設計が複雑化する問題が生じる。

また、ＳＡＷ素子単体では干渉によるロスが大きく、例えばフィルタを構成しようとした場合に低挿入損失と帯域外での高抑圧という相反する特性を両立させることは難しい面がある。このため、上記特許文献ではＳＡＷ素子単体の特性を補完する回路素子を一体化したパッケージ構造を提案する。また、図６は従来のＳＡＷ装置の一例を示すものであるが、この例では多層基板１の表面にＳＡＷ素子２を実装する一方、このＳＡＷ素子２の機能を補完する回路素子（図示せず）を基板の内層に内蔵させている。

しかしながら、これら文献記載の装置を含む従来のＳＡＷ装置では、小型低背化につれ、上述した素子間の相互干渉と設計の複雑化の問題が顕在化し、更なる特性改善は難しくなりつつある。

したがって、本発明の目的は、素子同士の干渉を低減してＳＡＷ装置の特性を向上させるとともに、設計を複雑化することなく小型低背で機能性に優れたＳＡＷ装置を実現する点にある。

前記課題を解決し目的を達成するため、本発明に係るＳＡＷ（弾性表面波）装置は、ベース基板と、圧電基板の表面に交差指状電極を備えてなる弾性表面波素子と、当該弾性表面波素子の電気的特性を補完する補完回路素子とを含む弾性表面波装置であって、前記弾性表面波素子は、前記ベース基板の表面にフリップチップ実装され、前記補完回路素子は、前記ベース基板に表面実装されたチップ部品である。

本発明のＳＡＷ装置は、ＳＡＷ素子とこの電気的特性を補完する周辺回路（補完回路素子）とを備えるものであるが、当該ＳＡＷ素子をベース基板上にフリップチップ実装するとともに、周辺回路を構成する補完回路素子を基板に内蔵させることなく、チップ部品としてベース基板上に実装する。これにより、ボンディングワイヤ等による浮遊容量や浮遊インダクタンスを抑えたより純粋な状態でＳＡＷ素子を装置内に実装することが出来る。また、周辺回路をチップ部品として独立した形で実装することで、素子相互間の電気的・電磁気的影響を極力排除することができ、これによりＳＡＷ装置の設計を容易化するとともにＳＡＷ装置全体として良好な特性を実現することが可能となる。また、ＳＡＷ装置を構成する各素子（ＳＡＷ素子および周辺回路素子）相互の影響を少なくすることが出来るから、ＳＡＷ装置の小型低背化にも有利である。

上記ＳＡＷ装置では、補完回路素子を構成するチップ部品として２以上のインダクタ素子を備えることがある。この場合、これらインダクタ素子は、隣り合って配置されるインダクタ素子の磁束の方向が互いに交差（例えば略直交）するようにベース基板上に配置することが望ましい。

インダクタ素子相互の電磁的な干渉を抑制するためである。従来では、基板上にチップ部品を実装する場合に部品相互の向きについては殆ど考慮されていなかったが、複数のインダクタ素子を設ける場合には、隣り合って配置されるインダクタ素子の磁束の方向が平行とならないように、すなわち互いに交差するように、より好ましくは略直交するように配置することでこれらインダクタ素子相互の影響を低減することが出来る。

また上記補完回路素子を構成するチップ部品としては、インダクタ素子のほか、キャパシタ素子、バリスタ素子およびサーミスタ素子のうちの１種類以上を含む場合がある。

ＳＡＷ素子は微細な電極（ＩＤＴ（Interdigital Transducer／交差指状電極）や反射格子等）を備え、静電破壊を生じやすい側面がある。したがって、例えばチップバリスタを上記補完回路素子として実装することによって耐サージ機能を備えたＳＡＷ装置を構成することが出来る。また、ＳＡＷ素子は温度によって周波数特性が変動する温度依存性があるからこれを補完するため、例えばチップサーミスタを設けて温度補償機能を有するＳＡＷ装置を構成することも可能である。

上記ベース基板は、例えば樹脂を主体とする材料からなる樹脂基板、セラミック基板、およびポリマー材料基板のいずれかとすることができ、１以上の配線層を含む単層基板または多層基板であって良い。

本発明によれば、素子同士の干渉を低減して特性を向上させ、かつ設計を複雑化することなく小型低背で機能性に優れたＳＡＷ装置を実現することが出来る。

本発明の他の目的、特徴および利点は、以下の本発明の実施の形態の説明により明らかにする。

図１は本発明の一実施形態に係るＳＡＷ装置を示す斜視図であり、図２はその断面図である。これらの図に示すようにこのＳＡＷ装置１０は、ベース基板１１の表面にＳＡＷ素子１２を実装し、その周辺回路素子としてチップインダクタ１３，１４とチップコンデンサ１５とを同じベース基板１１の表面に実装したものである。

ＳＡＷ素子１２は、圧電基板上に導体パターンで形成したＩＤＴや反射器、配線、接続用の電極パッド等を備えており、フリップチップ実装により金属バンプ１８を介してベース基板１１の表面の接続パッドと電気的に接続してある。ＳＡＷ素子１２をフリップチップ実装することで、低背化が可能となるとともに、ボンディングワイヤに従来生じた浮遊インダクタンスを排除することができ、特性向上と設計の容易化を図ることが出来る。

一方、チップインダクタ１３，１４やチップコンデンサ１５は、同様にベース基板１１の表面の接続パッドに電気的に接続するが、隣り合うインダクタ１３，１４が磁束の向きが略直交するようにベース基板上に配置する。インダクタ素子相互の電磁的な干渉を防ぐためである。３個以上のインダクタを搭載する場合にも同様に、隣り合うインダクタ同士の磁束の向きが略直交するように実装すれば良い。

ベース基板１１としては、例えば樹脂基板を使用する。ただし、セラミックやポリマー材料等の他の材料からなる基板（例えばＬＴＣＣやアルミナ系基板、ガラス基板、複合材料基板等）を使用することも可能である。

また、本実施形態のＳＡＷ装置１０内には、インダクタやコンデンサ以外にも、例えば耐サージ機能を持たせるため、チップバリスタやツェナーダイオード等のサージアブソーバ、あるいは温度補償機能を付与するためチップサーミスタを搭載するなど、ＳＡＷ素子１２の電気的特性を補完する周辺回路として各種のチップ部品をベース基板１１上に実装することが可能である。これにより高機能なＳＡＷ装置を実現することが出来る。

図３から図５は本発明に係るＳＡＷ装置を例示するものである。同図に示すようにこれらのＳＡＷ装置は、ＳＡＷ素子としてＳＡＷフィルタ２２を備え、このＳＡＷフィルタ２２と出力端子OUTあるいはグランド端子GNDとの間にインダクタ２３〜２７を有するもので、当該インダクタ２３〜２７をチップ部品により構成して前記ベース基板１１上に搭載する。このようにＳＡＷフィルタ２２を補完するインダクタ２３〜２７としてチップインダクタ（チップ部品）を採用すれば、例えばＱ値の高い優れた特性を有するＳＡＷフィルタ装置を構成することが出来る。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の範囲内で種々の変更を行うことができることは当業者に明らかである。

本発明の一実施形態に係るＳＡＷ装置を示す概略斜視図である。前記実施形態に係るＳＡＷ装置を示す断面図である。本発明に基づいて構成可能なＳＡＷ装置の一例を示す回路図である。本発明に基づいて構成可能なＳＡＷ装置の別の一例を示す回路図である。本発明に基づいて構成可能なＳＡＷ装置の更に別の一例を示す回路図である。従来のＳＡＷ装置の一例を示す概略斜視図である。

符号の説明

１０ＳＡＷ装置
１１ベース基板
１２ＳＡＷ素子
１３，１４チップインダクタ（周辺回路素子）
１５チップコンデンサ（周辺回路素子）
１８金属バンプ
２２，３１，３２ＳＡＷフィルタ
２３〜２７インダクタ
３３，３４周辺回路

Claims

ベース基板と、圧電基板の表面に交差指状電極を備えてなる弾性表面波素子と、当該弾性表面波素子の電気的特性を補完する補完回路素子とを含む弾性表面波装置であって、
前記弾性表面波素子は、前記ベース基板の表面にフリップチップ実装され、
前記補完回路素子は、前記ベース基板に表面実装されたチップ部品である
ことを特徴とする弾性表面波装置。
前記チップ部品として２以上のインダクタ素子を備え、
これらのインダクタ素子が、隣り合って配置されるインダクタ素子の磁束の方向が互いに交差するように前記ベース基板上に実装されている
ことを特徴とする請求項１に記載の弾性表面波装置。
前記チップ部品として、キャパシタ素子、バリスタ素子およびサーミスタ素子のうちの１種類以上を含む
ことを特徴とする請求項１または２に記載の弾性表面波装置。
前記ベース基板は、
樹脂を主体とする材料からなる樹脂基板、セラミック基板、およびポリマー材料基板のいずれかであり、且つ１以上の配線層を含む単層基板または多層基板である
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の弾性表面波装置。