JP2007235304A - Electronic component and manufacturing method therefor, and communications equipment using the same - Google Patents
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- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Abstract
Description
本発明は、携帯電話に代表される携帯型電子機器に用いられ、弾性表面波デバイスや圧電バルク波デバイス、メカニカルスイッチなどの電子部品とその製造方法およびそれを用いた通信機器に関する。 The present invention relates to an electronic component such as a surface acoustic wave device, a piezoelectric bulk wave device, and a mechanical switch, a manufacturing method thereof, and a communication device using the same.
携帯型電子機器に内蔵される部品は、高性能を維持しつつ、より小型化、軽量化されることが要求されている。例えば、携帯電話に使われている高周波信号を選別するフィルタや共用器では、小型であり、挿入損失が小さいことが要求される。これらの要求を満たすフィルタの1つとして、圧電振動を利用した弾性表面波(SAW;Surface Acoustic Wave)デバイスや、薄膜バルク波共振器(FBAR;Film Bulk Acoustic Resonator)デバイスが知られている。 Components built in portable electronic devices are required to be smaller and lighter while maintaining high performance. For example, a filter or duplexer for selecting a high-frequency signal used in a mobile phone is required to be small and have a small insertion loss. As one of the filters that satisfy these requirements, a surface acoustic wave (SAW) device using piezoelectric vibration and a film bulk acoustic resonator (FBAR) device are known.
図11は、電子部品の一例として、従来の薄膜バルク波共振器デバイスの断面図を示したものである。ここで、610は第1の基板、611は空洞部、620は圧電体層621と上下電極622、623とからなる薄膜バルク波共振器(機能部)であり、前記第1の基板610上に形成される。また、630は蓋部であり、外部端子631、ビアホール632、空洞部633を備える。さらに、640は第1の基板の空洞部を封止する第2の基板である。
FIG. 11 shows a cross-sectional view of a conventional thin film bulk acoustic wave resonator device as an example of an electronic component. Here,
シリコンからなる第1の基板上には、窒化アルミニウムなどの圧電体層621と、それを挟むように形成された上下電極622、623からなる複数の薄膜バルク波共振器620が形成され、前記複数の共振器を電気的に接続することによりフィルタ特性を得ることができる。前記薄膜バルク波共振器620の機械的な振動を阻害しないよう、第1の基板610、蓋部630には空洞611、633が形成されている。さらに、蓋部630には、複数のビアホール632が形成され金属で充填することにより、外部端子631と、機能部の配線電極との電気的導通が図られる。第2の基板640は、第1の基板610の空洞部611を封止するため、同じくシリコンからなる第2の基板をガラスフリットなどを用いて接合される。
A plurality of thin film bulk
これにより、従来のピックアンドプレイス式機械で容易に取り扱え、気密的にパッケージされた電子部品を得ることができる(例えば、特許文献1参照)。 Thereby, it is possible to obtain an electronic component that can be easily handled by a conventional pick-and-place machine and is hermetically packaged (see, for example, Patent Document 1).
さらに、図12に示すように、弾性表面波デバイスの周波数調整に適したパッケージ構造が知られている。図12において、710はベース基板、712は外部端子、714は接合部材、715は導電部材、721、723は電極、722は絶縁部材、730は弾性表面波共振子である。
Furthermore, as shown in FIG. 12, a package structure suitable for frequency adjustment of a surface acoustic wave device is known. In FIG. 12,
絶縁部材714には、コンデンサやコイルが形成されており、これらのキャパシタンスやインダクタンスをパターン切断により調整し、弾性表面波共振子の周波数を調整する。弾性表面波共振子730を構成する基板と、ベース基板710との熱膨張係数差に起因する熱応力は、絶縁部材722と接合部材714により緩和され、弾性表面波共振子730の特性に影響を与えない。
A capacitor and a coil are formed on the
これにより、弾性表面波共振子を実装した後に、周波数調整を容易かつ正確に行え、応力変化等に起因する周波数シフトのない信頼性の高い電子部品を得ることができる(例えば、特許文献2参照)。 Thereby, after mounting the surface acoustic wave resonator, frequency adjustment can be performed easily and accurately, and a highly reliable electronic component free from frequency shift caused by stress change or the like can be obtained (for example, see Patent Document 2). ).
以上により、従来用いられていたメタル製やセラミック製多層の箱型パッケージを用いることなく、また、ワイヤボンディングを不要とした電子部品のパッケージングを行うことで、ウエハレベルでパッケージが可能で、小型低背、高信頼性の電子部品を得ることができる。さらに、補助的な基板を使用することで、回路基板への実装が容易な電子部品を得ることができる。さらに、周波数調整機能を備えることにより、電気特性に優れた電子部品を得ることができる。
しかしながら、図11や図12に示す従来の構成では、ウエハレベルパッケージ構造を用いたデバイスの小型化により、電子部品の相互変調歪特性が劣化するという新たな課題があった。具体的には、高周波フィルタや共用器、高周波メカニカルスイッチなどにおいて、送信信号と、アンテナなど外部から到来する妨害波とにより、受信帯域において相互変調歪特性が劣化するという課題があった。 However, the conventional configuration shown in FIGS. 11 and 12 has a new problem that the intermodulation distortion characteristic of the electronic component deteriorates due to the miniaturization of the device using the wafer level package structure. Specifically, in a high-frequency filter, duplexer, high-frequency mechanical switch, or the like, there is a problem that intermodulation distortion characteristics deteriorate in a reception band due to a transmission signal and an interference wave coming from the outside such as an antenna.
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、電子部品のサイズを大型化することなく、相互変調歪特性が良好な電子部品およびその製造方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide an electronic component having good intermodulation distortion characteristics and a manufacturing method thereof without increasing the size of the electronic component.
上記課題を解決するために、本発明の電子部品は、基板と、前記基板の少なくとも一方主面に形成された機能部とからなる機能素子と、前記機能部が形成された前記基板の一方主面側に配置された蓋部と、前記基板もしくは前記蓋部の少なくとも一方に、外部との電気接続を図るための配線電極とを備え、前記基板もしくは前記蓋部の少なくとも一方に磁性材料層を備えたことを特徴としている。 In order to solve the above-described problems, an electronic component of the present invention includes a functional element including a substrate, a functional unit formed on at least one main surface of the substrate, and one main substrate of the substrate on which the functional unit is formed. A lid disposed on the surface side; and at least one of the substrate or the lid, and a wiring electrode for electrical connection to the outside, and a magnetic material layer on at least one of the substrate or the lid It is characterized by having prepared.
さらに、本発明の電子部品は、基板と、前記基板の少なくとも一方主面に形成された機能部とからなる機能素子と、前記機能部が形成された前記基板の一方主面側に配置された蓋部と、前記基板もしくは前記蓋部の少なくとも一方に、外部との電気接続を図るための配線電極とを備え、前記配線電極が、前記基板もしくは前記蓋部に形成されたビアホールを含み、前記ビアホールの側壁部の少なくとも一部に磁性材料層を備えたことを特徴としている。 Furthermore, the electronic component of the present invention is disposed on the one main surface side of the substrate on which the functional element including the substrate and the functional portion formed on at least one main surface of the substrate is formed, and the functional portion. A lid, and at least one of the substrate or the lid, provided with a wiring electrode for electrical connection to the outside, the wiring electrode including a via hole formed in the substrate or the lid, A magnetic material layer is provided on at least a part of the side wall of the via hole.
さらに、本発明の電子部品は、基板と、前記基板の少なくとも一方主面に形成された機能部とからなる機能素子と、前記機能部が形成された前記基板の一方主面側に配置された蓋部と、前記基板もしくは前記蓋部の少なくとも一方に、外部との電気接続を図るための配線電極とを備え、前記配線電極が、前記基板もしくは前記蓋部に形成されたビアホールを含み、前記ビアホールが磁性材料により充填されたことを特徴としている。 Furthermore, the electronic component of the present invention is disposed on the one main surface side of the substrate on which the functional element including the substrate and the functional portion formed on at least one main surface of the substrate is formed, and the functional portion. A lid, and at least one of the substrate or the lid, provided with a wiring electrode for electrical connection to the outside, the wiring electrode including a via hole formed in the substrate or the lid, The via hole is filled with a magnetic material.
また、本発明の電子部品の製造方法は、少なくとも、基板に機能部を形成する工程と、機能部と蓋部とを接合する工程と、前記基板もしくは前記蓋部の一部に磁性材料層を形成する工程とを備えている。 The method for manufacturing an electronic component of the present invention includes at least a step of forming a functional part on a substrate, a step of bonding the functional unit and the lid, and a magnetic material layer on a part of the substrate or the lid. Forming.
さらに、本発明の電子部品の製造方法は、少なくとも、基板に機能部を形成する工程と、機能部と蓋部とを接合する工程と、前記基板もしくは前記蓋部の一部にビアホールを形成する工程と、前記ビアホールの側壁部の少なくとも一部に磁性材料層を形成する工程とを備えている。 Furthermore, in the method for manufacturing an electronic component of the present invention, at least a step of forming a functional part on a substrate, a step of bonding the functional unit and the lid, and forming a via hole in a part of the substrate or the lid. And a step of forming a magnetic material layer on at least a part of the side wall of the via hole.
さらに、本発明の電子部品の製造方法は、少なくとも、基板に機能部を形成する工程と、機能部と蓋部とを接合する工程と、前記基板もしくは前記蓋部の一部にビアホールを形成する工程と、前記ビアホーに磁性材料を充填する工程とを備えている。 Furthermore, in the method for manufacturing an electronic component of the present invention, at least a step of forming a functional part on a substrate, a step of bonding the functional unit and the lid, and forming a via hole in a part of the substrate or the lid. And a step of filling the via hole with a magnetic material.
本発明の電子部品によれば、従来の構造を大きく変更することなく、信頼性が高く、相互変調歪特性など高周波特性に優れた電子部品を得ることができる。 According to the electronic component of the present invention, an electronic component having high reliability and excellent high frequency characteristics such as intermodulation distortion characteristics can be obtained without greatly changing the conventional structure.
さらに、本発明の電子部品の製造方法によれば、煩雑な工程を付加することなく、低廉で小型の、相互変調歪特性など高周波特性に優れた電子部品を得ることができる。 Furthermore, according to the method for manufacturing an electronic component of the present invention, an inexpensive and small electronic component having excellent high frequency characteristics such as intermodulation distortion characteristics can be obtained without adding a complicated process.
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における電子部品の構造を模式的に示した断面図である。図1において、110は基板、111はビアホール、112は外部端子、113は空洞、120は機能素子、121は圧電体層、122は上部電極、123は下部電極、130は蓋部、131は空洞、140は磁性体層である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the structure of an electronic component according to
本実施の形態では、電子部品として圧電薄膜を利用した薄膜バルク波共振器デバイスを用いている。機能素子120は、圧電体層121とそれを挟むように形成された上部電極122、下部電極123とからなり、圧電体層121として窒化アルミニウム(AlN)を用いた。窒化アルミニウム以外に、酸化亜鉛(ZnO)やチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)など、他の圧電薄膜を用いてもよい。また、電極122、123としてモリブデン(Mo)を用いたが、これに限るものではない。
In the present embodiment, a thin film bulk wave resonator device using a piezoelectric thin film is used as an electronic component. The
前記機能部120は、機能部の機械振動を阻害しないように備えられた空洞113が形成されたシリコンからなる基板110に、犠牲層エッチングなどの従来のプロセスを用いて、絶縁膜(図示せず)等を介して形成される。基板としては、他にサファイア基板やガラス基板などを用いてもよい。前記基板には、端子電極112と、端子電極112と機能部の配線電極とを接続するビアホール111が形成されている。
The
蓋部130は、基板110と同様シリコンからなり、機能部120の振動領域には空洞部131が形成されている。基板110と蓋部130は、その周囲をガラスフリットや、金属層などを用いること、表面活性による共有結合、あるいは、有機接着剤を用いることにより接合することができるが、接合方法に何ら制約はない。さらに、蓋部103には、Fe−Ni系の磁性体薄膜140を形成した。磁性体薄膜としては、他にコバルトやマンガン、クロムなどを含む安価な磁性体膜を形成することができる。さらに、磁性金属を担持した有機材料などを用いてもよい。また、前記磁性体薄膜は、多層膜でもよく、磁性体薄膜に酸化ケイ素や窒化珪素などの保護膜をさらに形成してもよい。
The
本実施の形態では、圧電薄膜とそれを挟むように形成された薄膜バルク波共振器デバイスを示している。 In the present embodiment, a piezoelectric thin film and a thin film bulk wave resonator device formed so as to sandwich the piezoelectric thin film are shown.
ここで、図2(a)は梯子型回路の構成例である。入力端子201aと出力端子201bの間に、直列共振器202a、202b、202cが直列に接続されている。また、直列共振器202aと202bの間に並列に並列共振器203aの一方の端子が接続され、もう一方の端子がインダクタ205aを介して接地されている。また、直列共振器202bと202cの間に並列に並列共振器203bの一方の端子が接続され、もう一方の端子がインダクタ205bを介して接地されている。
Here, FIG. 2A is a configuration example of a ladder circuit.
一方、図2(b)は格子型回路の構成例である。入力端子201aと出力端子201bの間に、直列共振器202が接続されている。入力端子201aと直列共振器202の間に並列に並列共振器203aの一方の端子が接続され、もう一方の端子がインダクタ205aを介して接地されている。また、出力端子201bと直列共振器202の間に並列に並列共振器203bの一方の端子が接続され、もう一方の端子がインダクタ205bを介して接地されている。さらに、インダクタ205a、205bの接地されていない方の端子はバイパス共振器204を介して接続されている。
On the other hand, FIG. 2B is a configuration example of a lattice circuit. A
このように、互いに異なる適当な共振周波数を有する直列共振器202、202a、202b、202c、並列共振器203a、203b、バイパス共振器204を、梯子型(図2(a))または格子型(図2(b))に接続することにより、バンドパスフィルタを構成することができる。なお、バンドパスフィルタの回路構成は、図2に示した構成に限るものではない。
As described above, the
図3は、互いに通過周波数帯域の異なる2つのフィルタを備えた共用器の構造を模式的に示した断面図である。図3において、110は基板、120aは例えば送信用フィルタ、120bは例えば受信用フィルタ、130は蓋部、140は磁性体層である。 FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing the structure of a duplexer including two filters having different pass frequency bands. In FIG. 3, 110 is a substrate, 120a is a transmission filter, 120b is a reception filter, 130 is a lid, and 140 is a magnetic layer.
また、図4は前記共用器のブロック図を示したものであり、送受端子301、302と、アンテナ端子303、送受フィルタ304、306、移相回路305(図3では図示せず)から構成されている。共用器を構成する場合には、図1に示す別々の薄膜バルク波共振器デバイスを、マザー基板などの別基板上で複数個接続して構成しても良いが、同一の基板110に形成するほうが好ましい。これにより、より小型の電子部品を得ることができる。
FIG. 4 is a block diagram of the duplexer, which includes transmission /
次に、この共用器を用いて相互変調歪特性について説明する。 Next, intermodulation distortion characteristics will be described using this duplexer.
図5は、携帯電話などの同時送受信をする無線通信機器の無線部を簡単に示したブロック図である。図5において、501は送信端子、502は受信端子、503はベースバンド(BB)部、504はパワーアンプ(PA)、507は送信フィルタ505、受信フィルタ506とからなる共用器、508はローノイズアンプ(LNA)、509はアンテナである。
FIG. 5 is a block diagram simply showing a wireless unit of a wireless communication device that performs simultaneous transmission and reception such as a mobile phone. In FIG. 5, 501 is a transmission terminal, 502 is a reception terminal, 503 is a baseband (BB) unit, 504 is a power amplifier (PA), 507 is a duplexer comprising a
送信端子501から入った信号は、ベースバンド部503で変調され、パワーアンプ504で信号が増幅される。そして、送信フィルタ505を通りフィルタリングされ、送信帯域の信号がアンテナ509から電波が送信される。この際、受信フィルタ506へ送信信号が回り込まないように共用器は設計される。アンテナ509から受信した信号は、送信フィルタに回り込むことなく、受信フィルタ506を通りフィルタリングされ、LNA508により増幅され、ベースバンド503により復調され、受信端子502に伝達される。
A signal input from the
様々な無線周波数利用した複数のチャンネル、システムが混在している状況では、アンテナ509から複数の周波数成分の信号(妨害波)が受信される。例えば、自端末の送信信号と、アンテナからの妨害波信号が共用器など各構成要素の非線形性により歪み、この信号が受信帯域に入ると受信レベルの悪化などの障害が起こる。例えば、faとfbの異なる周波数の信号が入力されると、電子部品の非線形性により、faX2、fbX2という2次の高調波が発生する。この高調波と基本波f1、f2により、3次の相互変調歪(IM3)として(2fa−fb)や(2fb−fa)などの信号が発生する。
In a situation where a plurality of channels and systems using various radio frequencies are mixed, signals (interfering waves) having a plurality of frequency components are received from the
従来、金属性のパッケージや、大型のセラミックパッケージなどを用いた共用器等では問題とならなかったレベルの信号であるが、電子部品の小型化が急速に進み、機能素子自体の耐湿性などの信頼性が向上したため、樹脂モールドされた共用器が用いられてくると、無視できないレベルになり、無線機の通話品質を劣化させる一因となっている。 Conventionally, it is a signal at a level that has not been a problem with duplexers using metallic packages or large ceramic packages, etc., but electronic components are rapidly becoming smaller, such as moisture resistance of functional elements themselves Due to the improved reliability, when a resin-molded duplexer is used, it becomes a level that cannot be ignored, which is a cause of deterioration of the call quality of the radio.
図6は、相互変調歪特性の測定系の一例を示したものである。図6において、401、411は信号発生器(SG)、402はパワーアンプ(PA)、407は送信フィルタ405、受信フィルタ406からなる共用器、409はスペクトラムアナライザ(SA)である。
FIG. 6 shows an example of a measurement system for intermodulation distortion characteristics. In FIG. 6, 401 and 411 are signal generators (SG), 402 is a power amplifier (PA), 407 is a duplexer comprising a
本実施の形態では、北米PCSシステムを想定し、送信信号として、信号発生器401より1850MHz、1910MHzの信号を発生させ、パワーアンプ402、アイソレータ403、1850〜1910MHzの通過帯域を有する、送信フィルタを経て、共用器407のアンテナ端で20dBmとなるように制御した。
In this embodiment, assuming a North American PCS system, a transmission filter having a transmission band of 1850 MHz and 1910 MHz from a
次に、妨害波として、同じく信号発生器411より、送信周波数をTx、受信周波数をRxとしたとき、(Rx−Tx)=80MHz、(Rx+Tx)=1770MHz〜1830MHz、(2Tx−Rx)=3780MHz〜3900MHz、(2Tx+Rx)=5630MHz〜5810MHzとなる周波数を発生させた。ここで発生した信号は、1930〜1990MHzの通過帯域を持つ受信フィルタ406を経て、スペクトラムアナライザ409で歪レベルを計測した。なお、妨害波の信号レベルは、0〜5dBmとして受信レベルを計測し、−15dBm入力時の歪を外装により求め、従来の電子部品と本発明の電子部品との比較を行った。
Next, as a disturbing wave, when the transmission frequency is Tx and the reception frequency is Rx from the
先ず、妨害波を(Rx−Tx)とした場合、従来の共用器の場合、送信信号が1850MHz〜1910MHzの場合、歪は−70dBm〜−80dBm程度であるのに対して、本発明の構造による共用器を用いた場合には、全帯域にわたって歪が−120dBm以下であり、大きく改善されていることが確認できた。 First, when the interference wave is (Rx−Tx), in the case of the conventional duplexer, when the transmission signal is 1850 MHz to 1910 MHz, the distortion is about −70 dBm to −80 dBm, but the structure of the present invention. When the duplexer was used, it was confirmed that the distortion was −120 dBm or less over the entire band, which was greatly improved.
また、妨害波を(Rx+Tx)とした場合、従来構成では−80dBm程度であるのに対して、本発明の構成では−110dBm以下となった。同様に、妨害波が(2Tx−Rx)の場合に、従来構成では−70〜−95dBmに対し、本発明の構成では−120dBm以下であった。さらに、妨害波を(2Tx+Rx)とした場合、従来構成ではおよそ−100dBmであるのに対し、本発明の構成では−120dBm以下を確保することができた。 When the interference wave is (Rx + Tx), it is about −80 dBm in the conventional configuration, whereas it is −110 dBm or less in the configuration of the present invention. Similarly, when the interference wave is (2Tx−Rx), the conventional configuration is −70 to −95 dBm, and the configuration of the present invention is −120 dBm or less. Furthermore, when the interference wave is (2Tx + Rx), the conventional configuration is approximately −100 dBm, whereas the configuration of the present invention can ensure −120 dBm or less.
以上のように、様々な妨害波に対して、蓋部に形成された磁性体層の磁界により、非線形歪レベルを大幅に改善することができ、電気特性に優れた電子部品を得ることができる。また、本発明の電子部品を用いることにより、通話品質に優れた通信機器を実現することができる。 As described above, the non-linear distortion level can be significantly improved by the magnetic field of the magnetic layer formed on the lid against various interference waves, and an electronic component having excellent electrical characteristics can be obtained. . In addition, by using the electronic component of the present invention, a communication device excellent in call quality can be realized.
なお、相互変調歪の計測に関しては、本発明で用いた測定系に限るものではない。また、測定系の保護のため、必要に応じてアイソレータやバンドパスフィルタを使用することが好ましい。また、共用器についての実施の効果について説明したが、バンドパスフィルタの計測の場合には、信号波と妨害波の2波を入力端子より入力することで、同様に評価ができる。 The measurement of intermodulation distortion is not limited to the measurement system used in the present invention. In addition, it is preferable to use an isolator or a band pass filter as necessary to protect the measurement system. Moreover, although the effect of implementation on the duplexer has been described, in the case of measurement of a bandpass filter, the same evaluation can be performed by inputting two signal waves and an interference wave from the input terminal.
本発明の電子部品は、従来構造の電子部品に対して、何らその大きさに変更を加えるものではなく、従来同様の小型の電子部品を損なうことなく、電気特性を改善することができる。また、煩雑な工程を付加することなく、低廉で電気特性に優れた電子部品を得ることができる。 The electronic component of the present invention does not change the size of the electronic component having the conventional structure, and can improve the electrical characteristics without impairing the same small electronic component as the conventional one. Further, it is possible to obtain an electronic component that is inexpensive and excellent in electrical characteristics without adding a complicated process.
また、図7に示すように、基板110に形成されたビアホール111の側壁の一部に磁性体層140を形成した場合でも同様の効果が得られる。この場合、ビアホールの側壁に少なくともリング状に磁性体層を形成することが好ましい。また、外部端子112の一部を磁性体層としても良い。磁性体層をその側壁に形成したビアホールには、銀や銅などの導電体材料により充填され、機能部の配線パターンと、外部端子とを接続することにより、導体損失が小さく、かつ、歪特性などの高周波特性に優れた電子部品を得ることができる。なお、ビアホール111全域を導電性の磁性体材料140で充填しても同様の効果が得られる(図8)。
Further, as shown in FIG. 7, the same effect can be obtained even when the
また、図9に示すように、従来の電子部品の構造(図11)と同様、蓋部130にビアホール111を配し、外部端子112との接続を図ってもよい。この場合、磁性体層140は基板裏面に配することが好ましいが、蓋部において外部端子が形成されていない部分に磁性体層を形成してもよい。外部端子間に絶縁性の磁性体層を形成した場合には、端子間のアイソレーションが良好で、帯域外減衰量に優れ、かつ、歪特性などの高周波特性に優れた電子部品を提供することができる。
Further, as shown in FIG. 9, similarly to the structure of the conventional electronic component (FIG. 11), a via
本実施の形態では、電子部品として薄膜バルク波共振器デバイスを用いたが、圧電体表面を伝搬する弾性波を利用した弾性表面波(SAW)デバイスなどの他の高周波フィルタでも同様の効果が得られる。また、本実施の形態では、共用器について説明したが、フィルタ単体においても同様の効果が得られた。 In this embodiment, a thin film bulk acoustic wave resonator device is used as an electronic component, but the same effect can be obtained with other high-frequency filters such as a surface acoustic wave (SAW) device using an acoustic wave propagating on the surface of a piezoelectric body. It is done. In the present embodiment, the duplexer has been described. However, the same effect can be obtained with a single filter.
また、図10に示すように、同様な無線回路に使用されるMEMS(Micro Electro−Mechanical System)などのメカニカルスイッチにおいても同様の効果が得られる。図10において、501は送信端子、502は受信端子、503はベースバンド(BB)部、504はパワーアンプ(PA)、505は送信フィルタ、506は受信フィルタ、508はローノイズアンプ(LNA)、509はアンテナ、511は送受信号を切り替える高周波スイッチである。 Further, as shown in FIG. 10, the same effect can be obtained in a mechanical switch such as a MEMS (Micro Electro-Mechanical System) used in a similar wireless circuit. In FIG. 10, 501 is a transmission terminal, 502 is a reception terminal, 503 is a baseband (BB) unit, 504 is a power amplifier (PA), 505 is a transmission filter, 506 is a reception filter, 508 is a low noise amplifier (LNA), 509 Is an antenna, 511 is a high-frequency switch for switching between transmission and reception.
送信時には、送信端子501から入った信号は、ベースバンド部503で変調され、パワーアンプ504で信号が増幅される。そして、送信フィルタ505を通りフィルタリングされ、送信帯域の信号がアンテナ509から電波が送信される。また、受信時には、アンテナ509から受信した信号は、送信フィルタに回り込むことなく、受信フィルタ506を通りフィルタリングされ、LNA508により増幅され、ベースバンド503により復調され、受信端子502に伝達される。このように、スイッチは送受信を時分割で行う場合に用いられるもので、MEMS技術を用いたメカニカルスイッチが使用できる。
At the time of transmission, the signal input from the
このようなシステムにおいても、前記共用器の場合と同様に、メカニカルスイッチをシリコン基板上に形成し、磁性体層を構造体に配することで、磁性体層がない場合に比べて、様々な妨害波に対して20〜50dBmの改善効果を得ることができた。 Even in such a system, as in the case of the duplexer, a mechanical switch is formed on the silicon substrate, and the magnetic layer is arranged on the structure, so that there are various kinds of cases compared to the case without the magnetic layer. An improvement effect of 20 to 50 dBm was obtained with respect to the interference wave.
以上のように、基板と、前記基板の少なくとも一方主面に形成された機能部とからなる機能素子と、前記機能部が形成された前記基板の一方主面側に配置された蓋部と、前記基板もしくは前記蓋部の少なくとも一方に、外部との電気接続を図るための配線電極とを備え、前記基板もしくは前記蓋部の少なくとも一方に磁性材料層を備えたことにより、相互変調歪が小さく高周波特性に優れた電子部品を得ることができる。 As described above, a functional element including a substrate and a functional unit formed on at least one main surface of the substrate, a lid unit disposed on one main surface side of the substrate on which the functional unit is formed, Since at least one of the substrate or the lid is provided with a wiring electrode for electrical connection with the outside, and at least one of the substrate or the lid is provided with a magnetic material layer, intermodulation distortion is reduced. An electronic component having excellent high frequency characteristics can be obtained.
また、基板と、前記基板の少なくとも一方主面に形成された機能部とからなる機能素子と、前記機能部が形成された前記基板の一方主面側に配置された蓋部と、前記基板もしくは前記蓋部の少なくとも一方に、外部との電気接続を図るための配線電極とを備え、前記配線電極が、前記基板もしくは前記蓋部に形成されたビアホールを含み、前記ビアホールの側壁部の少なくとも一部に磁性材料層を備えた電子部品、もしくは、基板と、前記基板の少なくとも一方主面に形成された機能部とからなる機能素子と、前記機能部が形成された前記基板の一方主面側に配置された蓋部と、前記基板もしくは前記蓋部の少なくとも一方に、外部との電気接続を図るための配線電極とを備え、前記配線電極が、前記基板もしくは前記蓋部に形成されたビアホールを含み、前記ビアホールが磁性材料により充填されたこと電子部品により、通過損失が小さく、歪特性などの高周波特性に優れた電子部品を得ることができる。 A functional element comprising a substrate and a functional portion formed on at least one main surface of the substrate; a lid disposed on one main surface side of the substrate on which the functional portion is formed; and the substrate or At least one of the lids is provided with a wiring electrode for electrical connection with the outside, and the wiring electrode includes a via hole formed in the substrate or the lid, and at least one of the side walls of the via hole. An electronic component having a magnetic material layer in a part, or a functional element comprising a substrate and a functional part formed on at least one principal surface of the substrate, and one principal surface side of the substrate on which the functional part is formed And at least one of the substrate or the lid portion and a wiring electrode for electrical connection with the outside, and the wiring electrode is a via formed in the substrate or the lid portion. Comprises Lumpur, the via holes by the electronic component that has been filled with magnetic material, passage loss is small, it is possible to obtain an electronic component having excellent frequency characteristics such as a distortion characteristic.
また、前記磁性体材料が導電性材料の場合には、前記磁性材料を絶縁性材料により被覆することにより、配線パターン間の短絡が起きることなく磁性体層を形成することができ、材料自体の磁気特性劣化がないため、経時変化がなく信頼性の高い電子部品を得ることができる。 Further, when the magnetic material is a conductive material, a magnetic layer can be formed without causing a short circuit between wiring patterns by covering the magnetic material with an insulating material. Since there is no deterioration in magnetic characteristics, it is possible to obtain a highly reliable electronic component that does not change with time.
また、前記充填材が、鉄(Fe)などの磁性金属を担持した有機材料とすることにより、回路基板に複数の電子部品を実装し、一括で樹脂封止する際など、封止材料の一般的母材であるエポキシ系樹脂などの樹脂との親和性が高く、長期信頼性に優れた電子部品を得ることができる。 In addition, when the filler is an organic material supporting a magnetic metal such as iron (Fe), a general sealing material is used when a plurality of electronic components are mounted on a circuit board and resin-sealed in a lump. It is possible to obtain an electronic component having a high affinity with a resin such as an epoxy-based resin, which is a general base material, and excellent in long-term reliability.
さらに、前記電子部品を得るために、基板に機能部を形成する工程と、機能部と蓋部とを接合する工程と、前記基板もしくは前記蓋部の一部に磁性材料層を形成する工程とを少なくとも備える、もしくは、基板に機能部を形成する工程と、機能部と蓋部とを接合する工程と、前記基板もしくは前記蓋部の一部にビアホールを形成する工程と、前記ビアホールの側壁部の少なくとも一部に磁性材料層を形成する工程とを少なくとも備える、もしくは、基板に機能部を形成する工程と、機能部と蓋部とを接合する工程と、前記基板もしくは前記蓋部の一部にビアホールを形成する工程と、前記ビアホールに磁性材料を充填する工程とを少なくとも備えることにより、高周波特性、信頼性に優れた電子部品の製造方法を提供することができる。 Furthermore, in order to obtain the electronic component, a step of forming a functional portion on the substrate, a step of bonding the functional portion and the lid portion, and a step of forming a magnetic material layer on a part of the substrate or the lid portion; Or a step of forming a functional part on the substrate, a step of bonding the functional part and the lid, a step of forming a via hole in the substrate or a part of the lid, and a side wall of the via hole Forming a magnetic material layer on at least a part of the substrate, forming a functional part on the substrate, joining the functional part and the lid, and a part of the substrate or the lid By providing at least a step of forming a via hole and a step of filling the via hole with a magnetic material, it is possible to provide a method of manufacturing an electronic component having excellent high frequency characteristics and reliability.
さらに、アンテナ、送信回路および受信回路を備えた通信機器であって、バンドパスフィルタ、共用器、スイッチなどの前記電子部品を、前記アンテナと前記送信回路または前記受信回路との接続部、もしくは、前記送信回路および前記受信回路の少なくともいずれか一方に備えることにより、相互変調歪特性が良好で通話品質に優れた通信機器を得ることができる。 Further, a communication device including an antenna, a transmission circuit and a reception circuit, wherein the electronic parts such as a bandpass filter, a duplexer, and a switch are connected to the antenna and the transmission circuit or the reception circuit, or By providing at least one of the transmission circuit and the reception circuit, a communication device having good intermodulation distortion characteristics and excellent call quality can be obtained.
本発明にかかる電子部品は、小型低背の形状に影響を与えることなく、また、簡略化された工程で低廉に実現でき、相互変調歪や帯域外減衰量、アイソレーションなどの高周波特性に優れ、さらには信頼性に優れた電子部品を提供することが可能である。 The electronic component according to the present invention can be realized inexpensively by a simplified process without affecting the small and low profile, and has excellent high frequency characteristics such as intermodulation distortion, out-of-band attenuation, and isolation. Furthermore, it is possible to provide an electronic component with excellent reliability.
前記電子部品を利用することで、低損失で小型な圧電振動デバイスや、フィルタ、共用器、アクチュエータ、メカニカルスイッチなどの機能デバイスを実現することが可能であり、これらを用いることにより、妨害波に強く通話品質に優れた無線通信機器を提供することができる。 By using the electronic components, it is possible to realize a low-loss and small piezoelectric vibration device and functional devices such as a filter, a duplexer, an actuator, and a mechanical switch. A wireless communication device that is strong and excellent in call quality can be provided.
110 基板
111 ビアホール
112 外部端子
113 空洞
120 機能素子
121 圧電体層
122 上部電極
123 下部電極
130 蓋部
131 空洞
140 磁性体層
201a 入力端子
201b 出力端子
202,202a,202b,202c 直列共振器
203a,203b 並列共振器
204 バイパス共振器
205 インダクタ
301 送信端子
302 受信端子
303 アンテナ端子
304 送信フィルタ
305 移相回路
306 受信フィルタ
307 共用器
401 信号発生器
402 パワーアンプ
405 送信フィルタ
406 受信フィルタ
407 共用器
409 スペクトラムアナライザ
411 信号発生器
501 送信端子
502 受信端子
503 ベースバンド部
504 パワーアンプ
505 送信フィルタ
506 受信フィルタ
507 共用器
508 LNA
509 アンテナ
510 通信機器
511 スイッチ
610 第1の基板
611 空洞部
620 機能部
621 圧電体層
622 上部電極
623 下部電極
630 蓋部
631 外部端子
632 ビアホール
633 空洞部
640 第2の基板
710 ベース基板
712 外部端子
714 接合部材
715 導電部材
721 電極
723 電極
722 絶縁部材
730 弾性表面波共振子
DESCRIPTION OF
509
Claims (13)
前記基板の少なくとも一方主面に形成された機能部とからなる機能素子と、
前記機能部が形成された前記基板の一方主面側に配置された蓋部と、
前記基板もしくは前記蓋部の少なくとも一方に、外部との電気接続を図るための配線電極とを備え、
前記基板もしくは前記蓋部の少なくとも一方に磁性材料層を備えたことを特徴とする電子部品。 A substrate,
A functional element comprising a functional part formed on at least one main surface of the substrate;
A lid portion disposed on one main surface side of the substrate on which the functional portion is formed;
Provided with at least one of the substrate and the lid part, a wiring electrode for electrical connection with the outside,
An electronic component comprising a magnetic material layer on at least one of the substrate and the lid.
前記基板の少なくとも一方主面に形成された機能部とからなる機能素子と、
前記機能部が形成された前記基板の一方主面側に配置された蓋部と、
前記基板もしくは前記蓋部の少なくとも一方に、外部との電気接続を図るための配線電極とを備え、
前記配線電極が、前記基板もしくは前記蓋部に形成されたビアホールを含み、前記ビアホールの側壁部の少なくとも一部に磁性材料層を備えたことを特徴とする電子部品。 A substrate,
A functional element comprising a functional part formed on at least one main surface of the substrate;
A lid portion disposed on one main surface side of the substrate on which the functional portion is formed;
Provided with at least one of the substrate and the lid part, a wiring electrode for electrical connection with the outside,
An electronic component, wherein the wiring electrode includes a via hole formed in the substrate or the lid portion, and a magnetic material layer is provided on at least a part of a side wall portion of the via hole.
前記基板の少なくとも一方主面に形成された機能部とからなる機能素子と、
前記機能部が形成された前記基板の一方主面側に配置された蓋部と、
前記基板もしくは前記蓋部の少なくとも一方に、外部との電気接続を図るための配線電極とを備え、前記配線電極が、前記基板もしくは前記蓋部に形成されたビアホールを含み、前記ビアホールが磁性材料により充填されたことを特徴とする電子部品。 A substrate,
A functional element comprising a functional part formed on at least one main surface of the substrate;
A lid portion disposed on one main surface side of the substrate on which the functional portion is formed;
At least one of the substrate or the lid portion is provided with a wiring electrode for electrical connection with the outside, the wiring electrode includes a via hole formed in the substrate or the lid portion, and the via hole is a magnetic material An electronic component filled with
機能部と蓋部とを接合する工程と、
前記基板もしくは前記蓋部の一部に磁性材料層を形成する工程とを少なくとも備えた電子部品の製造方法。 Forming a functional part on the substrate;
Joining the functional part and the lid part;
And a step of forming a magnetic material layer on a part of the substrate or the lid.
機能部と蓋部とを接合する工程と、
前記基板もしくは前記蓋部の一部にビアホールを形成する工程と、
前記ビアホールの側壁部の少なくとも一部に磁性材料層を形成する工程とを少なくとも備えた電子部品の製造方法。 Forming a functional part on the substrate;
Joining the functional part and the lid part;
Forming a via hole in a part of the substrate or the lid;
And a step of forming a magnetic material layer on at least a part of the side wall of the via hole.
機能部と蓋部とを接合する工程と、
前記基板もしくは前記蓋部の一部にビアホールを形成する工程と、
前記ビアホールに磁性材料を充填する工程とを少なくとも備えた電子部品の製造方法。 Forming a functional part on the substrate;
Joining the functional part and the lid part;
Forming a via hole in a part of the substrate or the lid;
A method of manufacturing an electronic component comprising at least a step of filling the via hole with a magnetic material.
請求項1から3のいずれかに記載の電子部品を、前記アンテナと前記送信回路または前記受信回路との接続部、もしくは、前記送信回路および前記受信回路の少なくともいずれか一方に備えた通信機器。 A communication device including an antenna, a transmission circuit, and a reception circuit,
A communication device comprising the electronic component according to any one of claims 1 to 3 at a connection portion between the antenna and the transmission circuit or the reception circuit, or at least one of the transmission circuit and the reception circuit.
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