JP2016096439A - 弾性波デバイス、送受信デバイスおよび移動体通信機 - Google Patents

Abstract

【課題】チップからの信号の漏洩を抑制すること。【解決手段】弾性波素子が形成された弾性波チップ３０、３２と、上面に前記弾性波チップが搭載された多層基板１０と、前記多層基板の下面に形成され、前記弾性波チップのグランド電極に電気的に接続された第１グランド端子ＦＧｔ、ＦＧｒと、前記多層基板の下面に形成された第２グランド端子ＦＧｓと、前記多層基板の前記下面に形成され、前記弾性波チップの信号電極に電気的に接続された信号端子ＦＴｘ、ＦＲｘと、前記多層基板の前記上面と、前記下面と、前記下面と前記上面との間と、の少なくとも１つに前記弾性波チップの少なくとも一部と重なるように形成され、前記第１グランド端子と前記多層基板内で電気的に接続せず、前記第２グランド端子と電気的に接続されたシールド層２７と、を具備する弾性波デバイス。【選択図】図９

Description

本発明は、弾性波デバイス、送受信デバイスおよび移動体通信機に関し、例えば多層基板上にフィルタチップを有する弾性波デバイス、送受信デバイスおよび移動体通信機に関する。

近年、移動体通信システムの発展に伴って携帯電話や携帯情報端末等の携帯端末が急速に普及している。これら携帯端末の小型・高性能化の開発が行なわれている。また、ＬＴＥ（Long Term Evolution）の普及など一つの携帯端末で用いられる周波数バンドの数は増加の一途をたどっている。携帯端末に用いられる機器に提供するフィルタや分波器には弾性波デバイスが用いられる。弾性波デバイスとしては、弾性表面波（ＳＡＷ：Surface Acoustic Wave）デバイス、弾性波境界波デバイスまたは圧電薄膜共振器（ＢＡＷ：Bulk Acoustic Wave）が用いられる。

特許文献１には、弾性波素子が形成されたチップを搭載した基板内にシールド層を設けることが記載されている。

特開平７−９９４２０号公報 特開２００３−２７３５２０号公報

基板内にシールド層を設けることにより、チップからの信号の漏洩を抑制することができる。しかしながら、特許文献１および２においては、シールド層と弾性波チップのグランドとが基板内で接続されている。このため、チップからグランドを介し、信号が漏洩してしまう。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、チップからの信号の漏洩を抑制することを目的とする。

本発明は、弾性波素子が形成された弾性波チップと、上面に前記弾性波チップが搭載された多層基板と、前記多層基板の下面に形成され、前記弾性波チップのグランド電極に電気的に接続された第１グランド端子と、前記多層基板の下面に形成された第２グランド端子と、前記多層基板の前記下面に形成され、前記弾性波チップの信号電極に電気的に接続された信号端子と、前記多層基板の前記上面と、前記下面と、前記下面と前記上面との間と、の少なくとも１つに前記弾性波チップの少なくとも一部と重なるように形成され、前記第１グランド端子と前記多層基板内で電気的に接続せず、前記第２グランド端子と電気的に接続されたシールド層と、を具備することを特徴とする弾性波デバイスである。

上記構成において、前記シールド層は開口を有し、前記第１グランド端子と前記弾性波チップとは前記開口内に形成された配線を介し電気的に接続されている構成とすることができる。

上記構成において、前記シールド層は前記多層基板の前記上面に形成されている構成とすることができる。

上記構成において、前記多層基板の上面に形成され、前記グランド電極に接合されたパッドを具備し、前記シールド層は開口を有し、前記パッドは、前記開口内に形成されている構成とすることができる。

上記構成において、前記シールド層は、前記多層基板の内部に形成された導電層のうち最も上の導電層に設けられている構成とすることができる。

上記構成において、前記弾性波チップは複数の弾性波チップを含み、前記シールド層は、前記複数の弾性波チップの間の領域に重なるように形成されている構成とすることができる。

上記構成において、前記多層基板の上面に形成され、前記弾性波チップを囲む環状電極を具備し、前記環状電極は、前記多層基板内において前記シールド層と電気的に接続されている構成とすることができる。

上記構成において、前記弾性波チップは、送信フィルタが形成された送信フィルタチップと受信フィルタが形成された受信フィルタチップとを含み、前記信号端子は、送信端子、受信端子および共通端子を含み、前記送信フィルタは前記共通端子と前記送信端子との間に電気的に接続され、前記受信フィルタは前記共通端子と前記受信端子との間に電気的に接続されている構成とすることができる。

本発明は、前記第１グランド端子および前記第２グランド端子がそれぞれ実装基板のグランドに独立して接続されるように上記弾性波デバイスが実装されたことを特徴とする送受信デバイスである。

本発明は、上記送受信デバイスが搭載されたことを特徴とする移動体通信機である。

本発明によれば、チップからの信号の漏洩を抑制することができる。

図１は、比較例１に係る弾性波デバイスのブロック図である。 図２は、比較例１に係る弾性波デバイスの断面図である。 図３（ａ）は、フィルタチップの一例を示す平面図であり、図３（ｂ）は共振器の平面図である。 図４（ａ）は、フィルタチップの別の一例を示す平面図であり、図４（ｂ）は、共振器の断面図である。 図５は、デュプレクサの通過特性を示す図である。 図６は、比較例２に係る弾性波デバイスのブロック図である。 図７は、比較例２に係る弾性波デバイスの断面図である。 図８は、実施例１に係る弾性波デバイスのブロック図である。 図９（ａ）は、実施例１に係る弾性波デバイスの断面図であり、図９（ｂ）は、実施例１に係る弾性波デバイスが実装基板に搭載された断面図である。 図１０（ａ）から図１０（ｃ）は、それぞれ実施例１の変形例１から３に係るデュプレクサの断面図である。 図１１（ａ）から図１１（ｃ）は、それぞれ実施例１の変形例４から６に係るデュプレクサの断面図である。 図１２（ａ）および図１２（ｂ）は、それぞれ実施例１の変形例７および８に係るデュプレクサの断面図である。 図１３は、実施例１の変形例９に係るフィルタの断面図である。 図１４（ａ）から図１４（ｃ）は、それぞれ実施例１の変形例１０から１２を示す断面模式図である。 図１５は、実施例２に係るデュプレクサの断面図である。 図１６（ａ）および図１６（ｂ）は、実施例２における多層基板の各層の平面図（その１）である。 図１７（ａ）および図１７（ｂ）は、実施例２における多層基板の各層の平面図（その２）である。 図１８（ａ）および図１８（ｂ）は、実施例２のデュプレクサが実装される実装基板の例を示す平面図である。 図１９は、実施例２および比較例３のアイソレーション特性を示す図である。 図２０は、実施例３に係る移動体通信機のブロック図である。

まず、デュプレクサの比較例を用い信号の漏洩について説明する。図１は、比較例１に係る弾性波デバイスのブロック図である。図１に示すように、デュプレクサ１１０は、送信フィルタ５０および受信フィルタ５２を備えている。送信フィルタ５０は、共通端子Ａｎｔと送信端子Ｔｘとの間に電気的に接続されている。受信フィルタ５２は、共通端子Ａｎｔと受信端子Ｒｘとの間に電気的に接続されている。

送信フィルタ５０は、１または複数の直列共振器Ｓ１１からＳ１４および１または複数の並列共振器Ｐ１１からＰ１３を備えている。直列共振器Ｓ１１からＳ１４は、共通端子Ａｎｔと送信端子Ｔｘとの間に直列に接続されている。並列共振器Ｐ１１からＰ１３は、共通端子Ａｎｔと送信端子Ｔｘとの間に並列に接続されている。送信フィルタ５０のグランドはグランド端子Ｇｔに接続されている。

受信フィルタ５２は、１または複数の直列共振器Ｓ２１からＳ２４および１または複数の並列共振器Ｐ２１からＰ２３を備えている。直列共振器Ｓ２１からＳ２４は、共通端子Ａｎｔと受信端子Ｒｘとの間に直列に接続されている。並列共振器Ｐ２１からＰ２３は、共通端子Ａｎｔと受信端子Ｒｘとの間に並列に接続されている。受信フィルタ５２のグランドはグランド端子Ｇｒに接続されている。

図２は、比較例１に係る弾性波デバイスの断面図である。図２に示すように、送信フィルタ５０および受信フィルタ５２は、それぞれ送信フィルタチップ３０および受信フィルタチップ３２に形成されている。チップ３０および３２は、多層基板１０上に搭載されている。多層基板１０は、複数の層１１から１３が積層されている。層１１から１３は、例えば、セラミックスまたは樹脂等の絶縁層である。層１１から１３の上側には導電層２１から２３がそれぞれ形成されている。層１１の下側には導電層２０が形成されている。層１１から１３を貫通する貫通ビア１６から１８が形成されている。導電層２０から２３および貫通ビア１６から１８は、例えば銅、金またはアルミニウム等の金属からなる。なお、多層基板１０は複数の層１１から１３を積層したものから構成される。当明細書において多層基板１０の最上面、最下面をそれぞれ多層基板１０の上面、多層基板１０の下面と呼称する。また多層基板１０を構成する個々の層１１から１３の上面、下面をそれぞれ層１１から１３の上側、層の下側と呼称する。

導電層２０は、送信フットパッドＦＴｘ、受信フットパッドＦＲｘ、共通フットパッド、グランドフットパッドＦＧｔおよびＦＧｒを含む。導電層２１および２２は配線を含む。導電層２３は、送信電極ＰＴｘ、受信電極ＰＲｘ、共通電極およびグランド電極ＰＧｔおよびＰＧｒおよび配線を含む。共通フットパッド、共通電極の図示を省略している。多層基板１０の上面には、チップ３０および３２が搭載されている。封止部３４はチップ３０および３２を封止する。チップ３０および３２の下面には封止部３４は形成されていなくともよい。チップ３０および３２の下面は例えば空隙３１に露出している。

図３（ａ）は、フィルタチップの一例を示す平面図であり、図３（ｂ）は共振器の平面図である。図３（ａ）に示すように、圧電基板４０上に弾性波素子として直列共振器Ｓ１からＳ４および並列共振器Ｐ１からＰ３、電極３８および配線４６が形成されている。電極３８は、信号電極ＰＳ１、ＰＳ２およびグランド電極ＰＧを含む。直列共振器Ｓ１からＳ４は、信号電極ＰＳ１とＰＳ２の間に配線４６を介し直列に接続されている。並列共振器Ｐ１からＰ３は直列共振器Ｓ１からＳ４を接続する配線４６とグランド電極ＰＧとの間に接続されている。配線４６および電極３８は、例えば銅等の金属膜から形成される。

図３（ｂ）に示すように、直列共振器Ｓ１からＳ４および並列共振器Ｐ１からＰ３は、圧電基板４０上に形成されたＩＤＴ（Interdigital Transducer）４９とＩＤＴ４９の両側に設けられた反射器Ｒ０とを備えている。圧電基板４０は例えばタンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板である。ＩＤＴ４９および反射器Ｒ０は、例えばアルミニウムまたは銅等の金属膜から形成される。このように、共振器として、弾性表面波共振器、弾性境界波共振器またはラブ波共振器を用いることができる。

図４（ａ）は、フィルタチップの別の一例を示す平面図であり、図４（ｂ）は、共振器の断面図である。図４（ａ）に示すように、基板４５上に直列共振器Ｓ１からＳ４および並列共振器Ｐ１からＰ３、電極３８および配線４６が形成されている。図４（ｂ）に示すように、直列共振器Ｓ１からＳ４および並列共振器Ｐ１からＰ３は、基板４５上に形成された下部電極４１、圧電膜４２および上部電極４３を備えている。圧電膜４２を挟み下部電極４１と上部電極４３とが対向する領域が共振領域４４である。共振領域４４内の下部電極４１は空隙４８に露出している。基板４５は、例えばシリコン基板等の半導体基板またはガラス基板等の絶縁基板である。下部電極４１および上部電極４３は、例えばルテニウム膜等の金属膜である。圧電膜４２は、例えば窒化アルミニウム膜である。その他の構成は、図３（ａ）と同じであり、説明を省略する。

図２に戻り、チップ３０および３２は、例えば図３（ａ）または図４（ａ）に示したフィルタチップである。チップ３０および３２のサイズは、例えば０．７ｍｍ×０．７ｍｍで厚さが０．１５ｍｍである。チップ３０および３２の下面に形成された電極３８と多層基板１０上の導電層２０とがバンプ３６により接合されている。送信電極ＰＴｘおよび受信電極ＰＲｘは、信号電極ＰＳ１またはＰＳ２に接合されている。グランド電極ＰＧｔおよびＰＧｒは、グランド電極ＰＧに接合されている。送信フットパッドＦＴｘ、受信フットパッドＦＲｘ、グランドフットパッドＦＧｔおよびＦＧｒは、導電層２１から２３および貫通ビア１６から１８を介しそれぞれ送信電極ＰＴｘ、受信電極ＰＲｘ、グランド電極ＰＧｔおよびＰＧｒに電気的に接続されている。図１の送信端子Ｔｘ、受信端子Ｒｘ、共通端子Ａｎｔ、グランド端子ＧｔおよびＧｒは、それぞれ送信フットパッドＦＴｘ、受信フットパッドＦＲｘ、共通フットパッド、グランドフットパッドＦＧｔおよびＦＧｒに相当する。

図５は、デュプレクサの通過特性を示す図である。送信フィルタ５０は、送信端子Ｔｘから入力された信号のうち送信帯域の信号を濾過し共通端子Ａｎｔに出力する。受信フィルタ５２は、共通端子Ａｎｔから入力された信号のうち受信帯域の信号を濾過し受信端子Ｒｘに出力する。送信帯域の中心周波数Ｆ１と受信帯域の中心周波数Ｆ２は異なり、例えばＦ２＞Ｆ１である。また、送信帯域と受信帯域とは重なっていない。

送信帯域において受信フィルタ５２はハイインピーダンスであるため、送信帯域の信号は受信フィルタ５２を通過しない。しかし、図１の矢印７０のように、送信端子Ｔｘから受信端子Ｒｘに送信帯域の信号が漏れることがある。この信号の漏れは、図２の矢印７０のように、主に多層基板１０内の絶縁体（誘電体）を介しチップ３０から３２に信号が漏れることが原因である。このため、送信側から受信側のアイソレーション特性が劣化する。アイソレーション特性が劣化すると、送信端子Ｔｘの前段のパワーアンプからの漏れ信号が受信端子Ｒｘの後段のローノイズアンプにおいて、歪の発生および／またはノイズとして受信信号に干渉する。このため、受信感度が劣化し、良好な通信の妨げとなる。

比較例１における信号の漏れを抑制する比較例２について説明する。図６は、比較例２に係る弾性波デバイスのブロック図である。図６に示すように、デュプレクサ１１２において、送信フィルタ５０と受信フィルタ５２との間にシールド層２５を設ける。シールド層２５は、グランド端子Ｇｓに電気的に接続される。

図７は、比較例２に係る弾性波デバイスの断面図である。図７に示すように、層１２および１３の上側にシールド層２７および２８が設けられている。シールド層２７および２８は、貫通ビア１６から１８を介しグランドフットパッドＦＧｓに電気的に接続されている。グランド電極ＰＧｔおよびＰＧｒ、グランド端子であるグランドフットパッドＦＧｔおよびＦＧｒは、貫通ビア１６から１８を介しシールド層２７および２８に電気的に接続されている。その他の構成は比較例１と同じであり説明を省略する。シールド層２７および２８をグランド電位等の基準電位とすることにより、多層基板１０の絶縁体を介したチップ３０から３２への信号の漏れを抑制できる。

しかしながら、比較例２では、多層基板１０内において、チップ３０および３２のグランドとシールド層２７および２８とが電気的に接続している。シールド層２７および２８とグランドフットパッドＦＧｓとの間のビア配線を等価的にインダクタとすると、シールド層２７および２８の接地は強くない。このため、図６および図７の矢印７２のように、チップ３０のグランドからチップ３２のグランドにシールド層２７および２８を介し信号が漏洩する。

以下、チップ３０から３２への信号の漏洩を抑制する実施例について説明する。

図８は、実施例１に係る弾性波デバイスのブロック図である。図８に示すように、デュプレクサ１００において、送信フィルタ５０のグランドは、シールド層２５および第２グランド端子Ｇｓと電気的に接続することなく第１グランド端子Ｇｔに電気的に接続される。受信フィルタ５２のグランドは、シールド層２５および第２グランド端子Ｇｓと電気的に接続されることなく、第１グランド端子Ｇｒに電気的に接続される。弾性波デバイス内において第１グランド端子Ｇｔおよびグランド端子Ｇｒは第２グランド端子Ｇｓと電気的に接続されていない。

図９（ａ）は、実施例１に係る弾性波デバイスの断面図である。図９（ａ）に示すように、シールド層２７に開口３５が形成されており、グランド電極ＰＧｔおよびＰＧｒは、シールド層２７と電気的に接触することなく、グランドフットパッドＦＧｔおよびＦＧｒに接続されている。その他の構成は、比較例１および２と同じであり説明を省略する。

図９（ｂ）は、実施例１に係る弾性波デバイスが実装基板に搭載された断面図である。図９（ｂ）に示すように、デュプレクサ１００が、実装基板７４に搭載されている。実装基板７４の上面には端子７６が設けられている。デュプレクサ１００のフットパッドは端子７６と半田７８により接合されている。実装基板７４は、例えばマザーボードまたはドータボードである。第１グランド端子であるグランドフットパッドＦＧｔおよびＦＧｒと、第２グランド端子であるグランドフットパッドＦＧｓとは、それぞれ別々に独立して実装基板７４内のグランドに接続されている。

実施例１では、送信フィルタ５０および受信フィルタ５２のグランドがシールド層２５（図９（ａ）では２７および２８）に多層基板１０内および弾性波デバイス（デュプレクサ１００）内において電気的に接続されていない。このため、送信フィルタ５０からシールド層２５を介し受信フィルタ５２のグランドへの信号の漏れを抑制できる。よって、アイソレーション特性を向上できる。

図１０（ａ）から図１０（ｃ）は、それぞれ実施例１の変形例１から３に係るデュプレクサの断面図である。図１０（ａ）に示すように、シールド層２８は、多層基板１０の上面の導電層２３に設けられ、導電層２０から２２には設けられていない。導電層２３には開口３５が形成されている。開口３５内にグランド電極ＰＧｔおよびＰＧｒが形成されている。図１０（ｂ）に示すように、シールド層２７は、多層基板１０から露出していない内部の導電層２２に設けられ、導電層２０、２１および２３には設けられていない。導電層２２には開口３５が形成されている。グランド電極ＰＧｔおよびＰＧｒとグランドフットパッドＦＧｔおよびＦＧｒを電気的に接続する配線は開口３５内に形成されている。図１０（ｃ）に示すように、シールド層２６は、多層基板１０の下面の導電層２０に設けられ、導電層２１から２３には設けられていない。導電層２０には開口３５が形成されている。開口３５内にグランドフットパッドＦＧｔおよびＦＧｒが形成されている。多層基板１０の下面にシールド層２６が設けられる場合、グランドフットパッドＦＧｓとシールド層２６は配線で接続されていてもよいし、シールド層２６の少なくともグランドフットパッドＦＧｓとして使用されてもよい。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。

図１１（ａ）から図１１（ｃ）は、それぞれ実施例１の変形例４から６に係るデュプレクサの断面図である。図１１（ａ）に示すように、シールド層２７および２８は、多層基板１０の内部の導電層２２および多層基板１０上面の導電層２３に設けられている。図１１（ｂ）に示すように、シールド層２６および２７は、多層基板１０下面の導電層２０および多層基板１０の内部の導電層２２に設けられている。図１１（ｃ）に示すように、シールド層２６から２８は、多層基板１０下面の導電層２０、多層基板１０の内部の導電層２２および多層基板１０上面の導電層２３に設けられている。その他の構成は実施例１およびその変形例１から３と同じであり説明を省略する。

実施例１の変形例１から３のように、シールド層は、導電層２０から２３のうち１つの導電層に設けられていてもよい。実施例１の変形例４から６のように、シールド層は、導電層２０から２３のうち複数の導電層に設けられていてもよく、すべての導電層に設けられてもよい。

図１２（ａ）および図１２（ｂ）は、それぞれ実施例１の変形例７および８に係るデュプレクサの断面図である。図１２（ａ）に示すように、封止部３４ａは半田等の金属である。多層基板１０上に導電層２３からチップ間電極３７および環状電極３９が設けられている。チップ間電極３７は、チップ３０および３２の間に形成されている。環状電極３９はチップ３０および３２を囲むように環状に形成されている。封止部３４ａは、チップ間電極３７および環状電極３９に接触し、電気的に接続されている。封止部３４ａは、チップ３０および３２の下面およびバンプ３６が空隙３１に露出するように、チップ３０および３２を封止する。封止部３４ａを覆うようにカバー膜３３ａが形成されている。カバー膜３３ａはニッケル膜等の金属膜または酸化シリコン膜等の絶縁膜である。チップ間電極３７および環状電極３９は、シールド層２７を介し、グランドフットパッドＦＧｓに電気的に接続されている。これにより、封止部３４ａは、多層基板１０内においてグランドフットパッドＦＧｒおよびＦＧｔと電気的に接続されていない。その他の構成は実施例１の変形例２と同じであり、説明を省略する。

図１２（ｂ）に示すように、封止部３４ｂは樹脂等の絶縁体である。封止部３４ｂを覆うようにカバー膜３３ｂが形成されている。カバー膜３３ｂは金膜等の金属膜である。カバー膜３３ｂは環状電極３９と電気的に接続されているその他の構成は実施例１の変形例８と同じであり、説明を省略する。

実施例１の変形例４から６のように、複数の導電層にシールド層を形成することによりグランドを介したフィルタチップからの信号の漏洩をさらに抑制できる。また、実施例１の変形例７および８のように、封止部３４ａまたはカバー膜３３ｂとシールド層とを多層基板１０内で電気的に接続してもよい。これにより、フィルタチップ３０と封止部３４ａまたはカバー膜３３ｂとがグランドを介し干渉すること、を抑制できる。

図１３は、実施例１の変形例９に係るフィルタの断面図である。図１３に示すように、多層基板１０上にフィルタチップ３０がフリップチップ搭載されている。フィルタチップ３０は、例えば図３（ａ）または図４（ａ）に示したフィルタチップである。導電層２３に信号電極ＰＳｆおよびグランド電極ＰＧｆが設けられている。信号電極ＰＳｆには、フィルタチップ３０の信号電極ＰＳ１またはＰＳ２がバンプ３６により接合されている。グランド電極ＰＧｆには、フィルタチップ３０のグランド電極ＰＧがバンプ３６により接合されている。信号電極ＰＳｆは信号フットパッドＦＳに電気的に接続されている。グランド電極ＰＧｆはグランドフットパッドＦＧｓに電気的に接続されている。その他の構成は実施例１の変形例２と同じであり説明を省略する。

実施例１の変形例９では、シールド層２７とフィルタチップ３０のグランドとが多層基板１０内で電気的に分離されている。これにより、グランドを介したフィルタチップ３０からの信号の漏洩を抑制できる。よって、信号の漏洩によるフィルタチップ３０の特性の変動を抑制できる。

図１４（ａ）から図１４（ｃ）は、それぞれ実施例１の変形例１０から１２を示す断面模式図である。多層基板、封止部等の詳細は図示を省略する。図１４（ａ）に示すように、実施例１の変形例１０に係るトリプレクサでは、多層基板１０の上面に３つのフィルタチップ３０が搭載されている。図１４（ｂ）に示すように、実施例１の変形例１１に係るクアッドプレクサでは、多層基板１０の上面に４つのフィルタチップ３０が搭載されている。図１４（ｃ）に示すように、実施例１の変形例１２に係るマルチプレクサでは、多層基板１０の上面に複数のフィルタチップ３０が搭載されている。多層基板１０には、実施例１およびその変形例１から９と同様に多層基板１０にシールド層２６から２８が形成されている。その他の構成は実施例１およびその変形例１から９と同じであり説明を省略する。

実施例１の変形例１０から１２のように、トリプレクサ、クワッドプレクサまたはマルチプレクサにシールド層を設けてもよい。

以上のように、実施例１およびその変形例によれば、多層基板１０の上面に弾性波素子が形成された弾性波チップ（例えばフィルタチップ３０および３２）が搭載されている。多層基板１０の下面に、弾性波チップのグランド電極（例えば図３（ａ）および図４（ａ）のグランド電極ＰＧ）に電気的に接続された第１グランド端子（例えばグランドフットパッドＦＧｒ、ＦＧｔおよびＦＧｆ）が形成されている。多層基板１０の下面に弾性波チップの信号電極（例えば図３（ａ）および図４（ａ）の信号電極ＰＳ１およびＰＳ２）に電気的に接続された信号端子（例えば送信フットパッドＦＴｘ、受信フットパッドＦＲｘおよび信号フットパッドＦＳ）が形成されている。シールド層２６から２８が多層基板１０の上面、下面および下面と上面との間の少なくとも１つに弾性波チップの少なくとも一部と重なるように形成されている。シールド層２６から２８は、第１グランド端子と多層基板１０内および弾性波デバイス内で電気的に接続せずに（すなわち電気的に分離している）第２グランド端子に接続される。

これにより、弾性波チップからの信号の漏洩をシールド層２６から２８が遮断する。さらに、シールド層２６から２８が弾性波チップのグランドと多層基板１０内および弾性波デバイス内で電気的に接続されていないため、グランドを介した信号の漏洩を抑制できる。

シールド層２６から２８は開口３５を有し、第１グランド端子と弾性波チップとは開口３５内に形成された配線（例えば導電層２０から２３および貫通ビア１６から１８）を介し電気的に接続されている。これにより、シールド層２６から２８の面積を大きくでき、信号の漏洩をより抑制できる。

弾性波チップからの信号の漏洩を抑制するため、弾性波チップの下面とシールド層の上面との距離は小さいことが好ましい。例えば、多層基板１０の各層１１から１３の比誘電率が４．９から９．０程度の場合、弾性波チップの下面とシールド層の上面との距離は、弾性波チップ内の信号の波長（例えば弾性波チップがフィルタチップの場合フィルタの中心周波数の波長）の５倍以下であることが好ましく、３倍以下がより好ましい。

弾性波チップの下面とシールド層の上面との距離を小さくするため、シールド層２８は、多層基板１０の上面に形成されていることが好ましい。このとき、グランド電極ＰＧｔ、ＰＧｒ、ＰＧｆ（パッド）の少なくとも１つは、開口３５内に形成されている。これにより、シールド層２８の面積を大きくし、かつシールド層２８とグランド電極ＰＧｔ、ＰＧｒおよびＰＧｆとを電気的に分離できる。

多層基板１０の上面にはチップ３０および３２と接合するための電極が形成されており、シールド層２８の面積を大きくしにくい。そこで、シールド層２７は、多層基板１０の内部の導電層のうち最も上の導電層２２の上側に設けられていることが好ましい。これにより、シールド層２７の面積を大きくし、かつシールド層２７とチップ３０および３２との距離を小さくできる。

弾性波チップが複数の場合、シールド層は、複数の弾性波チップの間の領域に重なるように形成されていることが好ましい。これにより、弾性波チップ間の信号の漏洩を抑制できる。

さらに、弾性波チップが、送信フィルタチップ３０および受信フィルタチップ３２の場合、送信フィルタから受信フィルタへの信号の漏洩が抑制される。よって、送信端子から受信端子のアイソレーション特性を向上できる。

実施例２は、デュプレクサのアイソレーション特性のシミュレーションを行なった例である。図１５は、実施例２に係るデュプレクサの断面図である。多層基板１０は、層１１および１３を備えている。層１１および１３の上側には導電層２２および２３が設けられている。層１１の下側には導電層２１が設けられている。多層基板１０上に送信フィルタチップ３０および受信フィルタチップ３２がバンプ３６を用いフリップチップ搭載されている。送信フィルタチップ３０および受信フィルタチップ３２は半田からなる封止部３４に封止されている。送信フィルタチップ３０、受信フィルタチップ３２および封止部３４の上面にはリッド４９が設けられている。

送信フィルタチップ３０および受信フィルタチップ３２には、それぞれバンド７用の送信フィルタおよび受信フィルタが形成されている。バンド７の送信帯域は２５００ＭＨｚから２５７０ＭＨｚであり、受信帯域が２６２０ＭＨｚから２６９０ＭＨｚである。送信フィルタは図３（ａ）のような弾性表面波フィルタであり、受信フィルタは図４（ａ）のような圧電薄膜共振器フィルタである。

図１６（ａ）から図１７（ｂ）は、実施例２における多層基板１０の各層の平面図である。図１６（ａ）は、上からチップ３０および３２を透視して電極３８（クロスで示す）を図示した平面図である。図１６（ｂ）は、層１３の上側の平面図であり、導電層２３（クロスで示す）、電極３８（黒丸で示す）および貫通ビア１８（白丸で示す）を図示している。図１７（ａ）は、層１１の上側の平面図であり、導電層２２（クロスで示す）、貫通ビア１８（黒丸で示す）および１６（白丸で示す）を図示している。図１７（ｂ）は、層１１の下側を上から透視した平面図であり、導電層２０（クロスで示す）および貫通ビア１６（白丸で示す）を図示している。

図１６（ａ）に示すように、層１３上側に送信フィルタチップ３０および受信フィルタチップ３２が搭載されている。電極３８は、信号電極ＰＳ１、ＰＳ２およびグランド電極ＰＧを含む。図１６（ｂ）に示すように、層１３の上側に導電層２３が形成されている。導電層２３は、環状電極３９、送信電極ＰＴｘ、受信電極ＰＲｘ、共通電極ＰＡｎｔ、グランド電極ＰＧｔおよびＰＧｒが導電層２３を含む。層１３には貫通ビア１８が形成されている。送信フィルタチップ３０の信号電極ＰＳ１、ＰＳ２およびグランド電極ＰＧは、それぞれ送信電極ＰＴｘ、共通電極ＰＡｎｔおよびグランド電極ＰＧｔに接合されている。受信フィルタチップ３２の信号電極ＰＳ１、ＰＳ２およびグランド電極ＰＧは、それぞれ受信電極ＰＲｘ、共通電極ＰＡｎｔおよびグランド電極ＰＧｒに接合されている。

図１７（ａ）に示すように、層１１の上側に導電層２２が設けられている。導電層２２は、シールド層２７および貫通ビア１６と１８とを接続する配線を含む。シールド層２７には開口３５が形成されている。送信電極ＰＴｘ、共通電極ＰＡｎｔ、共通電極ＰＡｎｔおよびグランド電極ＰＧｔおよびＰＧｒに接続される配線は開口３５内に形成され、シールド層２７とは電気的に接続されていない。図１６（ｂ）の環状電極３９は、貫通ビア１８を介しシールド層２７に電気的に接続されている。

図１７（ｂ）に示すように、層１１の下側に導電層２０が形成されている。導電層２０は、フットパッドを含む。各フットパッドには、貫通ビア１６が接続されている。図１６（ｂ）の送信電極ＰＴｘ、受信電極ＰＲｘ、共通電極ＰＡｎｔおよびグランド電極ＰＧｔおよびＰＧｒは、それぞれ貫通ビア１６および１８を介し送信フットパッドＦＴｘ、受信フットパッドＦＲｘ、共通フットパッドＦＡｎｔ、グランドフットパッドＦＧｔおよびＦＧｒに電気的に接続されている。シールド層２７は、貫通ビア１６を介しグランドフットパッドＦＧｓに電気的に接続されている。

このように、送信フィルタチップ３０および受信フィルタチップ３２のグランド電極ＰＧは、多層基板１０内および弾性波デバイス内でシールド層２７には電気的に接続されていない。グランド電極ＰＧに電気的に接続するグランドフットパッドＦＧｔおよびＦＧｒと、シールド層２７に電気的に接続されるグランドフットパッドＦＧｓと、は、多層基板１０内および弾性波デバイス内で電気的に分離し、それぞれ独立に形成されている。

図１８（ａ）および図１８（ｂ）は、実施例２のデュプレクサが実装される実装基板の例を示す平面図である。図１８（ａ）に示すように、実装基板７４の上面には端子７６が形成されている。図１７（ｂ）の各フットパッドは、各端子７６に接合される。グランドフットパッドＦＧｔおよびＦＧｒと、グランドフットパッドＦＧｓと、は、実装基板７４内で共通のグランドに電気的に接続される。

図１８（ｂ）に示すように、実装基板７４の上面には、グランド端子７６ａが形成されている。第１グランド端子であるグランドフットパッドＦＧｔおよびＦＧｒと、第２グランド端子であるグランドフットパッドＦＧｓとは、グランド端子７６ａに接合され、実装基板のグランド端子７６ａを介し電気的に接続される。

図１９は、実施例２および比較例３のアイソレーション特性を示す図である。比較例３はシールド層２７およびグランドフットパッドＦＧｓを設けていない。図１９に示すように、実施例２は比較例３に比べ、送信帯域内および受信帯域内の最も悪いアイソレーション値（すなわちミニマムアイソレーション値）が改善している。

実施例２によれば、シールド層２７とグランド端子ＦＧｔおよびＦＧｒとが多層基板１０内および弾性波デバイス内で電気的に接続されていない。これにより、アイソレーション特性を改善できる。アイソレーション特性を改善するためには、チップ３０および３２の近くにシールド層を設けることが好ましい。例えば、シールド層を層１３の上側の導電層２３で形成することが考えられる。しかし、層１３の上側には、チップ３０および３２の電極３８と接合するためのパッドおよび環状電極３９が形成される。このため、シールド層の面積が小さくなる。そこで、シールド層２７を導電層２３以外で最も上の導電層２２により形成する。これにより、シールド層２７の面積を大きくし、かつシールド層２７とチップ３０および３２の距離を小さくできる。さらに、シールド層２７に開口３５を形成し、チップ３０および３２とグランドフットパッドＦＴｘおよびＦＲｘとを接続する配線を開口３５内に形成する。これにより、シールド層２７の面積を大きくできる。これらにより、図１９のようにアイソレーション特性を改善できる。

実施例３は、実施例１、実施例２またはその変形例のデュプレクサを有する移動体通信機の例である。図２０は、実施例３に係る移動体通信機のブロック図である。図２０に示すように、移動体通信機は、送受信デバイスであるモジュール５６、集積回路５８およびアンテナ５４を備えている。モジュール５６は、ダイプレクサ８０、スイッチ８６、デュプレクサ６０およびパワーアンプ６６を備えている。ダイプレクサ８０は、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）８２およびハイパスフィルタ（ＨＰＦ）８４を備えている。ＬＰＦ８２は、端子８１と８３との間に接続されている。ＨＰＦ８４は、端子８１と８５との間に接続されている。端子８１はアンテナ５４に接続されている。ＬＰＦ８２は、アンテナ５４から送受信される信号のうち低周波信号を通過させ、高周波数信号を抑圧する。ＨＰＦ８４は、アンテナ５４から送受信される信号のうち高周波信号を通過させ、低周波数信号を抑圧する。

スイッチ８６は端子８３を複数の端子６１のうち１つの端子に接続する。デュプレクサ６０は、送信フィルタ６２および受信フィルタ６４を備えている。送信フィルタ６２は、端子６１と６３との間に接続されている。受信フィルタ６４は、端子６１と６５との間に接続されている。送信フィルタ６２は送信帯域の信号を通過させ、他の信号を抑圧する。受信フィルタ６４は、受信帯域の信号を通過させ、他の信号を抑圧する。パワーアンプ６６は、送信信号を増幅し、端子６３に出力する。ローノイズアンプ６８は端子６５に出力された受信信号を増幅する。

送受信デバイスであるモジュール５６は、デュプレクサ６０、フィルタ６２または６４として、実施例１、実施例２またはその変形例のデュプレクサまたはフィルタを搭載する。モジュール５６は、パワーアンプ６６および／またはローノイズアンプ６８を備えてもよい。移動体端末装置は、モジュール５６を搭載する。

このように、実施例１、実施例２または変形例の弾性波デバイスは、アンテナ５４に接続され、パワーアンプ６６などと共にマザーボードに実装されて通信信号を送信および受信できる送受信デバイスを構成することができる。さらに前記送受信デバイスは移動体通信機などに搭載されノイズの少ない通信を可能にする。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１０ 多層基板
１１−１３ 層
１６−１８ 貫通ビア
２０−２３ 導電層
２５−２８ シールド層
３０、３２ チップ
３１ 空隙
３４ 封止部
３５ 開口
３６ バンプ
３８ 電極
３９ 環状電極
３４ 封止部
５０、５２ フィルタ

Claims (10)

1. 弾性波素子が形成された弾性波チップと、
   上面に前記弾性波チップが搭載された多層基板と、
   前記多層基板の下面に形成され、前記弾性波チップのグランド電極に電気的に接続された第１グランド端子と、
   前記多層基板の下面に形成された第２グランド端子と、
   前記多層基板の前記下面に形成され、前記弾性波チップの信号電極に電気的に接続された信号端子と、
   前記多層基板の前記上面と、前記下面と、前記下面と前記上面との間と、の少なくとも１つに前記弾性波チップの少なくとも一部と重なるように形成され、前記第１グランド端子と前記多層基板内で電気的に接続せず、前記第２グランド端子と電気的に接続されたシールド層と、
   を具備することを特徴とする弾性波デバイス。
2. 前記シールド層は開口を有し、前記第１グランド端子と前記弾性波チップとは前記開口内に形成された配線を介し電気的に接続されていることを特徴とする請求項１記載の弾性波デバイス。
3. 前記シールド層は前記多層基板の前記上面に形成されていることを特徴とする請求項１記載の弾性波デバイス。
4. 前記多層基板の上面に形成され、前記グランド電極に接合されたパッドを具備し、
   前記シールド層は開口を有し、前記パッドは、前記開口内に形成されていることを特徴とする請求項３記載の弾性波デバイス。
5. 前記シールド層は、前記多層基板の内部に形成された導電層のうち最も上の導電層に設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の弾性波デバイス。
6. 前記弾性波チップは複数の弾性波チップを含み、
   前記シールド層は、前記複数の弾性波チップの間の領域に重なるように形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載の弾性波デバイス。
7. 前記多層基板の上面に形成され、前記弾性波チップを囲む環状電極を具備し、
   前記環状電極は、前記多層基板内において前記シールド層と電気的に接続されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項記載の弾性波デバイス。
8. 前記弾性波チップは、送信フィルタが形成された送信フィルタチップと受信フィルタが形成された受信フィルタチップとを含み、
   前記信号端子は、送信端子、受信端子および共通端子を含み、
   前記送信フィルタは前記共通端子と前記送信端子との間に電気的に接続され、前記受信フィルタは前記共通端子と前記受信端子との間に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項記載の弾性波デバイス。
9. 前記第１グランド端子および前記第２グランド端子がそれぞれ実装基板のグランドに独立して接続されるように請求項１から８のいずれか一項記載の弾性波デバイスが実装されたことを特徴とする送受信デバイス。
10. 請求項９の送受信デバイスが搭載されたことを特徴とする移動体通信機。

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