JP2007184690A

JP2007184690A - アンテナ共用器

Info

Publication number: JP2007184690A
Application number: JP2006000346A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Takano; 敦鷹野; Kunihiro Fujii; 邦博藤井; Kazufumi Nishida; 和史西田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-01-05
Filing date: 2006-01-05
Publication date: 2007-07-19

Abstract

【課題】本発明は、長期信頼性に優れたアンテナ共用器を提供することを目的とするものである。
【解決手段】セラミックパッケージまたはセラミック基板と、このセラミックパッケージまたはセラミック基板の上面に設けられたバンプ１２と、このバンプ１２の上面に設けられ、かつ前記バンプ１２と電気的に接続された複数の櫛形電極を下面に有する弾性表面波素子１４とを備え、前記複数の櫛形電極は電波の送信側に前記バンプ１２を介して接続された第１の櫛形電極１３ａと、電波の受信側に前記バンプ１２を介して接続された第２の櫛形電極１３ｂからなり、かつ前記セラミックパッケージまたはセラミック基板と前記弾性表面波素子１４との間に前記複数の櫛形電極と電気的に接続されないダミーバンプ１８を形成したものである。
【選択図】図２

Description

本発明は、特に携帯電話に使用され、複数の周波数帯の電波の送受信を行うためのアンテナ共用器に関するものである。

従来のこの種のアンテナ共用器は、図５に示すように、電極１を有するＬＴＣＣ（低温焼成セラミックス）２と、このＬＴＣＣ２の上面に形成されたキャビティ３と、このキャビティ３にダイボンド樹脂４によって固定され、かつ上面に櫛形電極５を有する弾性表面波素子６と、この弾性表面波素子６を覆うように設けられたリッド７とを備え、そして前記弾性表面波素子６と電極１とをワイヤボンディング８により電気的に接続するようにしていた。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開２００５−２６８８７８号公報

上記した従来のアンテナ共用器は、櫛形電極５で発生した熱を弾性表面波素子６の下面のダイボンド樹脂４やＬＴＣＣ２に逃がしているが、この弾性表面波素子６は熱伝導率が低いため、放熱が悪く、これにより、駆動時に櫛形電極５が高温となり、長期信頼性が悪化するという課題を有していた。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、長期信頼性に優れたアンテナ共用器を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有するものである。

本発明の請求項１に記載の発明は、セラミック基板またはセラミックパッケージと、このセラミック基板またはセラミックパッケージの上面に設けられたバンプと、このバンプの上面に設けられ、かつ前記バンプと電気的に接続された複数の櫛形電極を下面に有する弾性表面波素子とを備え、前記複数の櫛形電極は電波の送信側に前記バンプを介して接続された第１の櫛形電極と、電波の受信側に前記バンプを介して接続された第２の櫛形電極からなり、かつ前記セラミック基板またはセラミックパッケージと前記弾性表面波素子との間に、前記複数の櫛形電極と電気的に接続されないダミーバンプを形成したもので、この構成によれば、櫛形電極で発生した熱を、熱伝導率の高いバンプおよびダミーバンプを介してセラミック基板またはセラミックパッケージに逃がすことができるため、放熱性が良くなり、これにより、駆動時に櫛形電極が高温となるのを防止できるため、長期信頼性に優れたアンテナ共用器を得ることができるという作用効果が得られるものである。

本発明の請求項２に記載の発明は、特に、第１の櫛形電極と電気的に接続されたバンプの径を、第２の櫛形電極と電気的に接続されたバンプの径より大きくしたもので、この構成によれば、電波の送信側に接続され発熱量の大きい第１の櫛形電極と電気的に接続されたバンプの径を大きくして、熱伝導を高くしているため、駆動時に櫛形電極が高温となるのを防止できるという作用効果が得られるものである。

本発明の請求項３に記載の発明は、特に、第１の櫛形電極の周囲に形成されたバンプおよびダミーバンプの数を、第２の櫛形電極の周囲に形成されたバンプおよびダミーバンプの数より多くしたもので、この構成によれば、電波の送信側に接続され発熱量の大きい第１の櫛形電極の周囲に形成されたパンプの数を多くして、熱伝導を高くしているため、駆動時に櫛形電極が高温となるのを防止できるという作用効果が得られるものである。

本発明の請求項４に記載の発明は、内部電極を有するセラミック基板と、このセラミック基板の上面に設けられたバンプと、このバンプの上面に設けられ、かつ前記バンプと電気的に接続された複数の櫛形電極を下面に有する弾性表面波素子と、この弾性表面波素子の側面、上面の５面と接触するように設けられた保護膜とを備え、前記複数の櫛形電極は電波の送信側に前記バンプを介して接続された第１の櫛形電極と、電波の受信側に前記バンプを介して接続された第２の櫛形電極からなり、かつ前記セラミック基板と前記弾性表面波素子との間に、前記複数の櫛形電極と電気的に接続されないダミーバンプを形成したもので、この構成によれば、櫛形電極で発生した熱を、熱伝導率の高いバンプおよびダミーバンプを介してセラミック基板に逃がすことができるため、駆動時に櫛形電極が高温となるのを防止でき、これにより、弾性表面波素子からも櫛形電極で発生した熱を逃がすことができるため、駆動時に櫛形電極が高温となるのを防止でき、この結果、長期信頼性に優れたアンテナ共用器を得ることができるという作用効果が得られるものである。

本発明の請求項５に記載の発明は、特に、保護膜を膜状に構成したもので、この構成によれば、保護膜を容易に弾性表面波素子に接触させることができるという作用効果が得られるものである。

本発明の請求項６に記載の発明は、特に、保護膜を、弾性表面波素子の側面、上面の５面と接触するように設けられた樹脂膜と、この樹脂膜を覆うように設けられた金属膜とで構成したもので、この構成によれば、弾性表面波素子の５面を樹脂膜と接触させ、かつこの樹脂膜を熱伝導率の高い金属膜で覆っているため、櫛形電極で発生した熱をより効果的に弾性表面波素子から逃がすことができるという作用効果が得られるものである。

本発明の請求項７に記載の発明は、特に、第１の櫛形電極と電気的に接続されたバンプの径を、第２の櫛形電極と電気的に接続されたバンプの径より大きくしたもので、この構成によれば、電波の送信側に接続され発熱量の大きい第１の櫛形電極と電気的に接続されたバンプの径を大きくして、熱伝導を高くしているため、駆動時に櫛形電極が高温となるのを防止できるという作用効果が得られるものである。

本発明の請求項８に記載の発明は、特に、第１の櫛形電極の周囲に形成されたバンプおよびダミーバンプの数を、第２の櫛形電極の周囲に形成されたバンプおよびダミーバンプの数より多くしたもので、この構成によれば、電波の送信側に接続され発熱量の大きい第１の櫛形電極の周囲に形成されたバンプの数を多くして、熱伝導を高くしているため、駆動時に櫛形電極が高温となるのを防止できるという作用効果が得られるものである。

本発明の請求項９に記載の発明は、特に、樹脂膜にシリカを含有させたもので、この構成によれば、樹脂膜の熱伝導率を高くすることができるため、弾性表面波素子からより多くの熱を逃がすことができるという作用効果が得られるものである。

本発明の請求項１０に記載の発明は、特に、金属膜を内部電極に接続するようにしたもので、この構成によれば、内部電極を介して下面電極やグランド電極に櫛形電極で発生した熱を逃がすことができるという作用効果が得られるものである。

以上のように本発明のアンテナ共用器は、セラミック基板またはセラミックパッケージと、このセラミック基板またはセラミックパッケージの上面に設けられたバンプと、このバンプの上面に設けられ、かつ前記バンプと電気的に接続された複数の櫛形電極を下面に有する弾性表面波素子とを備え、前記複数の櫛形電極は電波の送信側に前記バンプを介して接続された第１の櫛形電極と、電波の受信側に前記バンプを介して接続された第２の櫛形電極からなり、かつ前記セラミック基板またはセラミックパッケージと前記弾性表面波素子との間に、前記複数の櫛形電極と電気的に接続されないダミーバンプを形成しているため、櫛形電極で発生した熱を、熱伝導率の高いバンプおよびダミーバンプを介してセラミック基板またはセラミックパッケージに逃がすことができ、これにより、放熱性が良くなるため、駆動時に櫛形電極が高温となるのを防止でき、この結果、長期信頼性に優れたアンテナ共用器を得ることができるという作用効果が得られるものである。

（実施の形態１）
以下、実施の形態１を用いて、本発明の特に請求項１〜３に記載の発明について説明する。

図１は本発明の実施の形態１におけるアンテナ共用器の断面図を示したものであり、セラミックパッケージ１１と、このセラミックパッケージ１１の上面に設けられたバンプ１２と、このバンプ１２の上面に設けられ、かつ前記バンプ１２と電気的に接続された複数の櫛形電極１３を下面に有する弾性表面波素子１４とを備えている。

前記セラミックパッケージ１１は、その表面に電極１５が形成され、この電極１５はバンプ１２を介して櫛形電極１３と電気的に接続されるものである。なお、このセラミックパッケージ１１の代わりにセラミック基板を用いてもよい。

また、前記バンプ１２の材料としては、一般的にＡｕを使用するが、その他の成分のものを用いてもよい。

そしてまた、前記弾性表面波素子１４は、タンタル酸リチウムからなる圧電基板の主面（下面）にＡｌまたはＡｌ合金からなる複数の櫛形電極１３を備えているものである。

また、前記セラミックパッケージ１１を覆うように保護膜１６としての蓋体１７が設けられているもので、この蓋体１７は金属で構成され、かつ前記電極１５と接続することにより外部からの熱を電極１５に逃がして、弾性表面波素子１４に外部から熱が入るのを遮断している。

図２は本発明の実施の形態１におけるアンテナ共用器の弾性表面波素子１４の主面（下面）図を示したもので、この弾性表面波素子１４には、電波の送信側にバンプ１２を介して接続された第１の櫛形電極１３ａと、電波の受信側にバンプ１２を介して接続された第２の櫛形電極１３ｂと、セラミックパッケージ１１と弾性表面波素子１４との間に形成され、かつ前記第１、第２の櫛形電極１３ａ，１３ｂと電気的に接続されないダミーバンプ１８とを備えている。

前記第１の櫛形電極１３ａは電波の送信側にバンプ１２を介して接続されるもので、弾性表面波素子１４の主面の片方半分に形成されている。また、第２の櫛形電極１３ｂは、電波の受信側にバンプ１２を介して接続されるもので、弾性表面波素子１４の主面の残りの半分に形成されている。

また、前記ダミーバンプ１８は、バンプ１２と同じ材料で同じ形状に構成されているもので、このダミーバンプ１８とバンプ１２は金属で構成されているため、弾性表面波素子１４より熱伝導率が高くなっている。そしてまた、このダミーバンプ１８はセラミックパッケージ１１の上面に当接しているもので、このダミーバンプ１８を電極１５と電気的に接続すれば、電極１５を介して下面電極やグランド電極に弾性表面波素子１４で発生した熱を逃がすことができるため、より放熱性を高めることができるものである。

さらに、このダミーバンプ１８とバンプ１２は、弾性表面波素子１４の一方の端面に設けられた数と、弾性表面波素子１４の他方の端面に設けられた数とが同じ数になるようにして、弾性表面波素子１４を安定させるのが好ましい。

次に、本発明の実施の形態１におけるアンテナ共用器の製造方法について説明する。

図１、図２において、まず、タンタル酸リチウムからなる圧電基板の主面前面にＡｌまたはＡｌ合金を蒸着し、その後、フォトリソ工程により所定形状の複数の櫛型電極１３を形成し、弾性表面波素子１４を得る。このとき、ダミーバンプ１８を設ける箇所にも、ＡｌまたはＡｌ合金からなるパターンを形成しておく。

次に、セラミックパッケージ１１にバンプ１２およびダミーバンプ１８となるＡｕバンプを形成した後、櫛型電極１３が形成された弾性表面波素子１４をバンプ１２およびダミーバンプ１８を介して載置する。このとき、弾性表面波素子１４の上から超音波を印加することにより、櫛型電極１３と電極１５とをバンプ１２によって電気的に接続する。また、ダミーバンプ１８はセラミックパッケージ１１の上面に当接させる。

最後に、セラミックパッケージ１１に囲まれた部分を覆うように金属製の蓋体１７を形成する。このとき、金属製の蓋体１７を電極１５と電気的に接続する。

上記した本発明の実施の形態１においては、第１、第２の櫛型電極１３ａ，１３ｂと電気的に接続されないダミーバンプ１８を形成しているため、櫛型電極１３ａ，１３ｂで発生した熱を、熱伝導率の高いバンプ１２およびダミーバンプ１８を介して熱伝導率の高いセラミックパッケージ（セラミック基板）１１に逃がすことができ、これにより、駆動時に櫛型電極１３ａ，１３ｂが高温となるのを防止できるため、長期信頼性に優れたアンテナ共用器を得ることができるという効果が得られるものである。

また、図３（ａ）に示すように、第１の櫛型電極１３ａと電気的に接続されたバンプ１２の径を、第２の櫛型電極１３ｂと電気的に接続されたバンプ１２の径より大きくして、電波の送信側に接続され発熱量の大きい第１の櫛型電極１３ａと電気的に接続されたバンプ１２の熱伝導を高くすれば、駆動時に櫛型電極１３が高温となるのを防止できる。

そしてまた、図３（ｂ）に示すように、第１の櫛形電極１３ａの周囲に形成されたバンプ１２およびダミーバンプ１８の数を、第２の櫛形電極１３ｂの周囲に形成されたバンプ１２およびダミーバンプ１８の数より多くして、電波の送信側に接続され発熱量の大きい第１の櫛形電極１３ａの周囲の熱伝導を高くすれば、駆動時に櫛形電極１３が高温となるのを防止できる。

（実施の形態２）
以下、実施の形態２を用いて、本発明の特に請求項４〜８に記載の発明について説明する。

図４は本発明の実施の形態２におけるアンテナ共用器の断面図である。なお、この本発明の実施の形態２は、上記した本発明の実施の形態１の構成と同様の構成を有するものについては、同一符号を付しており、その説明は省略する。

図４において、本発明の実施の形態２が上記した本発明の実施の形態１と相違する点は、保護膜１６を樹脂膜１７ａと金属膜１７ｂとで構成し、さらに樹脂膜１７ａを弾性表面波素子１４の側面、上面の５面と接触させた点である。

また、前記樹脂膜１７ａはエポキシ樹脂で構成され、かつ金属膜１７ｂはこの樹脂膜１７ａを覆うように、表面にＮｉ層を有するＣｕにより構成されている。また、この樹脂膜１７ａおよび金属膜１７ｂは膜状に構成されているものである。

上記構成によれば、弾性表面波素子１４の側面、上面の５面を樹脂膜１７ａと接触させ、かつこの樹脂膜１７ａを熱伝導率の高い金属膜１７ｂで覆うようにしているため、弾性表面波素子１４からも櫛形電極１３で発生した熱を逃がすことができ、これにより、駆動時に櫛形電極１３が高温となるのを防止できるため、長期信頼性に優れたアンテナ共用器を得ることができるものである。

また、樹脂膜１７ａにシリカを含有させることにより、樹脂膜１７ａの熱伝導率を高くすることができるため、弾性表面波素子１４からより多くの熱を逃がすことができる。

そしてまた、図４において、１９はセラミック基板で、このセラミック基板１９には、その外部に外部電極２０が形成され、かつ内部には内部電極２１が形成され、そして前記外部電極２０と内部電極２１とをビア２２で電気的に接続する構造となっている。

さらに、前記金属膜１７ｂは外部電極２０、ビア２２を介して内部電極２１に接続するようにしているため、この金属膜１７ｂ、外部電極２０、ビア２２、内部電極２１を介して下面電極やグランド電極に弾性表面波素子１４の櫛形電極１３で発生した熱を容易に逃がすことができるものである。

さらにまた、前記保護膜１６は膜状に構成しているため、保護膜１６を容易に弾性表面波素子１４に接触させることができるものである。

次に、本発明の実施の形態２におけるアンテナ共用器の製造方法について説明する。

まず、セラミック基板１９の表面にバンプ１２およびダミーバンプ１８となるはんだバンプを形成し、このはんだバンプの表面にフラックスを塗布する。

次に、櫛形電極１３が形成された弾性表面波素子１４をバンプ１２およびダミーバンプ１８を介して載置した後、リフロー炉に投入することにより、櫛形電極１３と電極１５とをバンプ１２によって電気的に接続する。

次に、樹脂膜１７ａで弾性表面波素子１４を覆うように、セラミック基板１９に接着、硬化させ、かつ弾性表面波素子１４から離れた部分はレーザーを当てることにより除去し、セラミック基板１９と外部電極２０を露出させる。

最後に、樹脂膜１７ａとセラミック基板１９、外部電極２０の表面にスパッタにより下地電極を形成し、電気メッキで下地電極に電流を流すことにより、金属膜１７ｂを形成する。

なお、上記本発明の実施の形態２においても、上記した本発明の実施の形態１と同様に、セラミック基板１９と弾性表面波素子１４との間に第１、第２の櫛形電極１３ａ，１３ｂと電気的に接続されないダミーバンプ１８を形成したり、第１の櫛形電極１３ａと電気的に接続されたバンプ１２の径を、第２の櫛形電極１３ｂと電気的に接続されたバンプ１２の径より大きくしたり、第１の櫛形電極１３ａの周囲に形成されたバンプ１２およびダミーバンプ１８の数を、第２の櫛形電極１３ｂの周囲に形成されたバンプ１２およびダミーバンプ１８の数より多くすれば、駆動時に櫛形電極１３が高温となるのを防止できるものである。

本発明に係るアンテナ共用器は、長期信頼性に優れているもので、特に携帯電話に使用され、複数の周波数帯の電波の送受信を行うためのアンテナ共用器として有用である。

本発明の実施の形態１におけるアンテナ共用器の断面図同アンテナ共用器の主要部の主面図（ａ）同アンテナ共用器の他の例の主要部の主面図、（ｂ）同アンテナ共用器の他の例の主要部の主面図本発明の実施の形態２におけるアンテナ共用器の断面図従来のアンテナ共用器の断面図

符号の説明

１１セラミックパッケージ（セラミック基板）
１２バンプ
１３櫛形電極
１３ａ第１の櫛形電極
１３ｂ第２の櫛形電極
１４弾性表面波素子
１６保護膜
１７ａ樹脂膜
１７ｂ金属膜
１８ダミーバンプ
１９セラミック基板
２１内部電極

Claims

異なる複数の周波数帯の電波の送受信を同時に行うためのアンテナ共用器であって、セラミック基板またはセラミックパッケージと、このセラミック基板またはセラミックパッケージの上面に設けられたバンプと、このバンプの上面に設けられ、かつ前記バンプと電気的に接続された複数の櫛形電極を下面に有する弾性表面波素子とを備え、前記複数の櫛形電極は電波の送信側に前記バンプを介して接続された第１の櫛形電極と、電波の受信側に前記バンプを介して接続された第２の櫛形電極からなり、かつ前記セラミック基板またはセラミックパッケージと前記弾性表面波素子との間に、前記複数の櫛形電極と電気的に接続されないダミーバンプを形成したアンテナ共用器。
第１の櫛形電極と電気的に接続されたバンプの径を、第２の櫛形電極と電気的に接続されたバンプの径より大きくした請求項１記載のアンテナ共用器。
第１の櫛形電極の周囲に形成されたバンプおよびダミーバンプの数を、第２の櫛形電極の周囲に形成されたバンプおよびダミーバンプの数より多くした請求項１記載のアンテナ共用器。
異なる複数の周波数帯の電波の送受信を同時に行うためのアンテナ共用器であって、内部電極を有するセラミック基板と、このセラミック基板の上面に設けられたバンプと、このバンプの上面に設けられ、かつ前記バンプと電気的に接続された複数の櫛形電極を下面に有する弾性表面波素子と、この弾性表面波素子の側面、上面の５面と接触するように設けられた保護膜とを備え、前記複数の櫛形電極は電波の送信側に前記バンプを介して接続された第１の櫛形電極と、電波の受信側に前記バンプを介して接続された第２の櫛形電極からなり、かつ前記セラミック基板と前記弾性表面波素子との間に、前記複数の櫛形電極と電気的に接続されないダミーバンプを形成したアンテナ共用器。
保護膜を膜状に構成した請求項４記載のアンテナ共用器。
保護膜を、弾性表面波素子の側面、上面の５面と接触するように設けられた樹脂膜と、この樹脂膜を覆うように設けられた金属膜とで構成した請求項４記載のアンテナ共用器。
第１の櫛形電極と電気的に接続されたバンプの径を、第２の櫛形電極と電気的に接続されたバンプの径より大きくした請求項４〜６のいずれかに記載のアンテナ共用器。
第１の櫛形電極の周囲に形成されたバンプおよびダミーバンプの数を、第２の櫛形電極の周囲に形成されたバンプおよびダミーバンプの数より多くした請求項４〜６のいずれかに記載のアンテナ共用器。
樹脂膜にシリカを含有させた請求項６記載のアンテナ共用器。
金属膜を内部電極に接続するようにした請求項６記載のアンテナ共用器。