JP2024057347A - フィルタ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】耐電力性を高めるフィルタ装置を提供する。【解決手段】フィルタ装置１０は、直列腕共振子と、複数の並列腕共振子とが構成されている圧電性基板２と、圧電性基板に接合されている第１～第６のパッケージ層１２ａ～１２ｆとが積層されたパッケージ基板１２と、を備える。第１のパッケージ層１２ａの、第２のパッケージ層１２ｂが積層されている第２の面１２ｙには、第１の配線電極６が設けられている。平面視において、圧電性基板が２対の対辺を有し、各１対の対辺の間を３等分した領域のうち中央の領域に位置する中央領域Ｃに、複数の並列腕共振子のうち共振周波数が最も高い並列腕共振子Ｐ３の一部が位置している。第１の配線電極は、複数の並列腕共振子のうち共振周波数が最も高い並列腕共振子Ｐ３の中央領域Ｃに位置している部分と平面視において重なっている、重なり部６ｘを有する。【選択図】図２

Description

本発明は、弾性波共振子を有するフィルタ装置に関する。

従来、弾性波共振子を有するフィルタ装置は携帯電話機などに広く用いられている。下記の特許文献１には、弾性波共振子を用いたフィルタ装置としての、分波器の一例が開示されている。この分波器は、２つのフィルタを有する。一方のフィルタは直列共振子及び並列共振子を含む。並列共振子は、接続配線によりグラウンド端子に接続されている。他方のフィルタは、他の接続配線によってグラウンド端子に接続されている。直列共振子、並列共振子、または直列共振子及び並列共振子を接続している配線と電磁界結合するための接続配線が、上記のグラウンド端子に接続された各接続配線と接続されている。

国際公開第２０１２／１０５３３７号

特許文献１に記載された分波器においては、並列共振子及びグラウンド端子を接続する接続配線に接続される配線が多い。そのため、並列共振子の放熱性が高くなる。この場合には、従来の知見においては、並列共振子の温度が上昇し難く、フィルタ装置の耐電力性は高くなる。これに対して、本発明者は、並列共振子の放熱性が高くなると、フィルタ装置において、耐電力性が低くなる場合があることを見出した。

本発明の目的は、耐電力性を高めることができる、フィルタ装置を提供することにある。

本発明に係るフィルタ装置は、圧電性基板と、前記圧電性基板において構成されている少なくとも１つの直列腕共振子と、前記圧電性基板において構成されている複数の並列腕共振子と、少なくとも、前記圧電性基板に接合されている第１のパッケージ層と、前記第１のパッケージ層に積層されている第２のパッケージ層と、前記第２のパッケージ層に積層されている第３のパッケージ層とを有するパッケージ基板とを備え、前記第１のパッケージ層が、前記圧電性基板に接合されている第１の面と、前記第１の面に対向している第２の面とを有し、前記第２の面に前記第２のパッケージ層が積層されており、前記第１のパッケージ層の前記第１の面または前記第２の面に設けられている配線電極をさらに備え、平面視において、前記圧電性基板が２対の対辺を有し、前記圧電性基板における、１対の前記対辺の間を３等分した領域のうち中央の領域に位置し、かつ他の１対の前記対辺の間を３等分した領域のうち中央の領域に位置する領域が中央領域であり、前記圧電性基板の前記中央領域に、前記複数の並列腕共振子のうち共振周波数が最も高い並列腕共振子の少なくとも一部が位置しており、前記配線電極が、前記複数の並列腕共振子のうち共振周波数が最も高い並列腕共振子が前記中央領域に位置している部分と、平面視において重なっている、重なり部を有する。

本発明に係るフィルタ装置によれば、耐電力性を高めることができる。

本発明の第１の実施形態に係るフィルタ装置の回路図である。 本発明の第１の実施形態に係るフィルタ装置の略図的正面断面図である。 本発明の第１の実施形態における圧電性基板上の電極構成を示す略図的透視平面図である。 本発明の第１の実施形態における第１のパッケージ層上の電極構成を示す略図的平面図である。 本発明の第１の実施形態における第２のパッケージ層の、圧電性基板側の面を示す略図的平面図である。 本発明の第１の実施形態における第３のパッケージ層の、圧電性基板側の面を示す略図的平面図である。 本発明の第１の実施形態における第４のパッケージ層の、圧電性基板側の面を示す略図的平面図である。 本発明の第１の実施形態における第５のパッケージ層の、圧電性基板側の面を示す略図的平面図である。 本発明の第１の実施形態における第６のパッケージ層の、圧電性基板から遠い側の面を示す略図的透視平面図である。 本発明の第１の実施形態における並列腕共振子の電極構成を示す透視平面図である。 本発明の第１の実施形態及び比較例のフィルタ装置の、温度が十分に上昇した状態における減衰量周波数特性と、第１の実施形態のフィルタ装置の、温度が上昇していない状態における減衰量周波数特性とを示す図である。 図１１の拡大図であって、フィルタ装置に電力を印加する周波数付近を示す図である。 本発明の第１の実施形態における第１の配線電極の一部を示す平面図である。 本発明の第１の実施形態の変形例における第１の配線電極の一部を示す平面図である。 本発明の第２の実施形態における第２のパッケージ層の、圧電性基板側の面を示す略図的平面図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。

なお、本明細書に記載の各実施形態は、例示的なものであり、異なる実施形態間において、構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることを指摘しておく。

図１は、本発明の第１の実施形態に係るフィルタ装置の回路図である。

フィルタ装置１０はラダー型フィルタである。フィルタ装置１０は、第１の信号端子３Ａと、第２の信号端子３Ｂと、複数のグラウンド端子４と、複数の直列腕共振子と、複数の並列腕共振子とを有する。第１の信号端子３Ａは入力電位に接続される。第２の信号端子３Ｂは出力電位に接続される。グラウンド端子４は基準電位に接続される。

複数の直列腕共振子は、具体的には、直列腕共振子Ｓ１、直列腕共振子Ｓ２、直列腕共振子Ｓ３、直列腕共振子Ｓ４及び直列腕共振子Ｓ５である。複数の並列腕共振子は、具体的には、並列腕共振子Ｐ１、並列腕共振子Ｐ２、並列腕共振子Ｐ３及び並列腕共振子Ｐ４である。本実施形態においては、複数の直列腕共振子及び複数の並列腕共振子は全て弾性波共振子である。複数の並列腕共振子のうち共振周波数が最も高い並列腕共振子は、本実施形態においては、並列腕共振子Ｐ３である。

フィルタ装置１０はＢａｎｄ７の送信フィルタである。具体的には、フィルタ装置１０の通過帯域は、２５００ＭＨｚ～２５７０ＭＨｚである。なお、フィルタ装置１０の通過帯域は上記に限定されない。さらに、フィルタ装置１０は受信フィルタであってもよい。あるいは、本発明に係るフィルタ装置は、２つ以上のフィルタを含むマルチプレクサであってもよい。以下において、本実施形態における弾性波共振子の具体的な構成を示す。

図２は、第１の実施形態に係るフィルタ装置の略図的正面断面図である。なお、図２においては、配線などの位置を略図的に示しており、他の平面図における配線などとは位置が異なることがある。図２においては、共振子を、矩形に２本の対角線を加えた略図により示す。後述する略図的平面図などにおいても同様である。

フィルタ装置１０は、弾性波フィルタチップ１と、パッケージ基板１２とを有する。弾性波フィルタチップ１は、圧電性基板２と、上記複数の直列腕共振子と、上記複数の並列腕共振子とを有する。複数の直列腕共振子及び複数の並列腕共振子は、圧電性基板２において構成されている。弾性波フィルタチップ１は、パッケージ基板１２にフリップチップ実装されている。本実施形態では、フィルタ装置１０はＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）構造である。もっとも、本発明に係るフィルタ装置においては、ＷＬＰ（Ｗａｆｅｒ Ｌｅｖｅｌ Ｐａｃｋａｇｅ）構造の弾性波フィルタチップ１がパッケージ基板１２に実装されていてもよい。

パッケージ基板１２上には、弾性波フィルタチップ１を覆うように、封止樹脂層１１が設けられている。なお、封止樹脂層１１は必ずしも設けられていなくともよい。

パッケージ基板１２は６層の積層基板である。具体的には、パッケージ基板１２においては、第１のパッケージ層１２ａ、第２のパッケージ層１２ｂ、第３のパッケージ層１２ｃ、第４のパッケージ層１２ｄ、第５のパッケージ層１２ｅ及び第６のパッケージ層１２ｆがこの順序で積層されている。より具体的には、第１のパッケージ層１２ａは、第１の面１２ｘ及び第２の面１２ｙを有する。第１の面１２ｘ及び第２の面１２ｙは互いに対向している。第１の面１２ｘが、パッケージ基板１２における最も外側の面のうち一方である。パッケージ基板１２における最も外側の面のうち他方は、第６のパッケージ層１２ｆに含まれる。第１のパッケージ層１２ａの第２の面１２ｙに、第２のパッケージ層１２ｂが積層されている。

なお、パッケージ基板１２の層数は３層以上であればよい。よって、パッケージ基板１２においては、第１のパッケージ層１２ａに第２のパッケージ層１２ｂが積層されており、第２のパッケージ層１２ｂに第３のパッケージ層１２ｃが積層されていればよい。

第１のパッケージ層１２ａの第１の面１２ｘに、弾性波フィルタチップ１の圧電性基板２が接合されている。このように、パッケージ基板１２においては、複数のパッケージ層のうち、第１のパッケージ層１２ａが最も圧電性基板２側に位置している。そして、第２のパッケージ層１２ｂから第６のパッケージ層１２ｆまでが、圧電性基板２から遠ざかる方向に積層されている。各パッケージ層の材料としては、例えば、ガラスエポキシ樹脂や適宜のセラミックスなどを用いることができる。

以下においては、図２などにおける上方に相当する方向からフィルタ装置１０を見ることを、平面視と記載する。例えば、図２においては、圧電性基板２側及びパッケージ基板１２側のうち、圧電性基板２側が上方である。

図３は、第１の実施形態における圧電性基板上の電極構成を示す略図的透視平面図である。

圧電性基板２は主面２ａを有する。圧電性基板２の主面２ａに複数の機能電極が設けられている。これにより、複数の直列腕共振子及び複数の並列腕共振子が構成されている。なお、本実施形態では、機能電極はＩＤＴ（Ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）電極である。平面視において、圧電性基板２は矩形の形状を有する。よって、平面視において、圧電性基板２は２対の対辺を有する。具体的には、圧電性基板２の主面２ａが２対の対辺を有する。より具体的には、主面２ａは、第１の辺２ｃ、第２の辺２ｄ、第３の辺２ｅ及び第４の辺２ｆを有する。２対の対辺のうち１対の対辺は、第１の辺２ｃ及び第３の辺２ｅである。他の１対の対辺は、第２の辺２ｄ及び第４の辺２ｆである。なお、圧電性基板２の平面視における形状は上記に限定されない。圧電性基板２は、平面視において、少なくとも２対の対辺を有していればよい。

圧電性基板２における、１対の対辺の間を３等分した領域のうち中央の領域に位置し、かつ他の１対の対辺の間を３等分した領域のうち中央の領域に位置する領域が中央領域Ｃである。中央領域Ｃには、複数の並列腕共振子のうち、共振周波数が最も高い並列腕共振子Ｐ３の一部が位置している。なお、中央領域Ｃに、並列腕共振子Ｐ３の全体が位置していてもよい。

圧電性基板２の主面２ａには、複数の電極パッドが設けられている。複数の電極パッドは、具体的には、上記の第１の信号端子３Ａ、第２の信号端子３Ｂ及び複数のグラウンド端子４である。図２に示すように、各電極パッドには、導電性接合部材としてのバンプ５が接合されている。そして、バンプ５により、弾性波フィルタチップ１がパッケージ基板１２に接合されている。もっとも、導電性接合部材として、例えば、導電性接着剤などが用いられてもよい。

図４は、第１の実施形態における第１のパッケージ層上の電極構成を示す略図的平面図である。図５は、第１の実施形態における第２のパッケージ層の、圧電性基板側の面を示す略図的平面図である。図６は、第１の実施形態における第３のパッケージ層の、圧電性基板側の面を示す略図的平面図である。図７は、第１の実施形態における第４のパッケージ層の、圧電性基板側の面を示す略図的平面図である。図８は、第１の実施形態における第５のパッケージ層の、圧電性基板側の面を示す略図的平面図である。図９は、第１の実施形態における第６のパッケージ層の、圧電性基板から遠い側の面を示す略図的透視平面図である。

なお、図４～図８においては、一点鎖線により、図３に示した圧電性基板２の中央領域Ｃ、及びフィルタ装置１０の共振周波数が最も高い並列腕共振子Ｐ３と平面視において重なっている部分を示す。加えて、図４及び５においては、後述する重なり部６ｘを、ハッチングを付して示す。図６～図８においては、該重なり部６ｘと平面視において重なっている部分を、ハッチングを付して示す。

図４に示すように、第１のパッケージ層１２ａの第１の面１２ｘには、複数の実装用電極ランド１３が設けられている。これらの実装用電極ランド１３に、図２に示したバンプ５により、弾性波フィルタチップ１が接合されている。

一方で、パッケージ基板１２内に複数の配線パターンが設けられている。図５～図８は、各パッケージ層の圧電性基板２側の面にそれぞれ、配線パターンが設けられていることを示している。

より詳細には、図２に示すように、各パッケージ層同士の間にそれぞれ、複数の配線パターンが設けられている。本実施形態においては、パッケージ層の圧電性基板２側の面に設けられた配線パターンは、該パッケージ層の圧電性基板２側に隣接したパッケージ層に埋め込まれている。本明細書においては、パッケージ層の一方の面側から埋め込まれた配線パターンも、該面に設けられた配線パターンであるとする。例えば、第２のパッケージ層１２ｂの圧電性基板２側の面に設けられた配線パターンは、第１のパッケージ層１２ａの第２の面１２ｙ側から、第１のパッケージ層１２ａに埋め込まれている。この場合、第２のパッケージ層１２ｂの圧電性基板２側の面に設けられた配線パターンは、第１のパッケージ層１２ａの第２の面１２ｙに設けられた配線パターンでもある。

なお、パッケージ層における圧電性基板２から遠い側の面に設けられた配線パターンが、該パッケージ層の圧電性基板２から遠い側に隣接したパッケージ層に埋め込まれていてもよい。

他方、図９に示すように、第６のパッケージ層１２ｆにおける圧電性基板２から遠い側の面には、複数の外部接続用電極ランド１５が設けられている。より具体的には、図２に示すように、複数の外部接続用電極ランド１５が設けられている面は、パッケージ基板１２の最も外側に位置している面である。

各パッケージ層を貫通するように、複数の貫通電極１４が設けられている。複数の貫通電極１４のうち一部の貫通電極１４は、第１のパッケージ層１２ａにおける実装用電極ランド１３と、第２のパッケージ層１２ｂにおける電極パターンとを接続している。他の一部の貫通電極１４は、各パッケージ層の配線パターン同士を接続している。残りの一部の貫通電極１４は、第５のパッケージ層１２ｅにおける配線パターン、及び第６のパッケージ層１２ｆにおける外部接続用電極ランド１５を接続している。弾性波フィルタチップ１は、実装用電極ランド１３、貫通電極１４、各パッケージ層における配線パターン及び外部接続用電極ランド１５を介して、外部に電気的に接続される。

ここで、図４及び図５に示すように、第１のパッケージ層１２ａの第２の面１２ｙ、及び第２のパッケージ層１２ｂの圧電性基板２側の面には、第１の配線電極６が設けられている。第１の配線電極６が、本発明における配線電極である。第１の配線電極６は重なり部６ｘを有する。重なり部６ｘとは、複数の並列腕共振子のうち共振周波数が最も高い並列腕共振子Ｐ３が中央領域Ｃに位置している部分と、平面視において重なっている部分である。なお、第１の配線電極６は、パッケージ基板１２内の配線パターンではなくともよい。第１の配線電極６は、第１のパッケージ層１２ａの第１の面１２ｘに設けられていてもよい。

本実施形態の特徴は、第１の配線電極６が重なり部６ｘを有することにある。それによって、フィルタ装置１０の弾性波フィルタチップ１における耐電力性を高めることができる。第１の配線電極６は、第１のパッケージ層１２ａの第１の面１２ｘまたは第２の面１２ｙに設けられていればよい。本実施形態の上記効果の詳細を、フィルタ装置の回路構成や並列腕共振子Ｐ３などの構成の詳細と共に、以下において説明する。

図１に示すように、第１の信号端子３Ａ及び第２の信号端子３Ｂの間に、直列腕共振子Ｓ１、直列腕共振子Ｓ２、直列腕共振子Ｓ３、直列腕共振子Ｓ４及び直列腕共振子Ｓ５がこの順序で、互いに直列に接続されている。直列腕共振子Ｓ１及び直列腕共振子Ｓ２の間の接続点とグラウンド端子４との間に、並列腕共振子Ｐ１が接続されている。直列腕共振子Ｓ２及び直列腕共振子Ｓ３の間の接続点とグラウンド端子４との間に、並列腕共振子Ｐ２が接続されている。直列腕共振子Ｓ３及び直列腕共振子Ｓ４の間の接続点とグラウンド端子４との間に、並列腕共振子Ｐ３が接続されている。直列腕共振子Ｓ４及び直列腕共振子Ｓ５の間の接続点とグラウンド端子４との間に、並列腕共振子Ｐ４が接続されている。

なお、フィルタ装置１０の回路構成は上記に限定されない。フィルタ装置１０は、少なくとも１つの直列腕共振子と、複数の並列腕共振子とを有していればよい。もっとも、複数の直列腕共振子及び複数の並列腕共振子が設けられていることが好ましい。この場合には、フィルタ特性を良好とし易い。

図１０は、第１の実施形態における並列腕共振子の電極構成を示す透視平面図である。なお、図１０においては、並列腕共振子Ｐ３に接続された配線は省略している。

並列腕共振子Ｐ３は、他の弾性波共振子と共に、圧電性基板２を共有している。圧電性基板２は、圧電材料のみからなる基板である。本実施形態においては、圧電材料として、ＬｉＴａＯ_３などのタンタル酸リチウムが用いられている。もっとも、圧電性基板２の圧電材料は上記に限定されず、例えば、ＬｉＮｂＯ_３などのニオブ酸リチウムを用いることもできる。なお、圧電性基板２は、圧電体層を含む積層基板であってもよい。

圧電性基板２の主面２ａに、機能電極としてのＩＤＴ電極１７と、１対の反射器１６Ａ及び反射器１６Ｂが設けられている。ＩＤＴ電極１７に交流電圧を印加することにより、弾性波が励振される。ＩＤＴ電極１７は、第１のバスバー１８ａ及び第２のバスバー１８ｂと、複数の第１の電極指１９ａ及び複数の第２の電極指１９ｂとを有する。第１のバスバー１８ａ及び第２のバスバー１８ｂは互いに対向している。第１のバスバー１８ａに、複数の第１の電極指１９ａの一端がそれぞれ接続されている。第２のバスバー１８ｂに、複数の第２の電極指１９ｂの一端がそれぞれ接続されている。複数の第１の電極指１９ａ及び複数の第２の電極指１９ｂは互いに間挿し合っている。第１の電極指１９ａ及び第２の電極指１９ｂは、互いに異なる電位に接続される。以下においては、第１の電極指１９ａ及び第２の電極指１９ｂを単に電極指と記載することがある。

複数の電極指が延びる方向を電極指延伸方向とし、電極指延伸方向と直交する方向からＩＤＴ電極１７を見たときに、隣り合う電極指同士が重なり合っている領域が交叉領域Ａである。交叉領域Ａにおいて弾性波が励振される。なお、本実施形態においては、電極指延伸方向と直交する方向は、弾性波伝搬方向と平行である。

１対の反射器１６Ａ及び反射器１６Ｂは、電極指延伸方向と直交する方向において、ＩＤＴ電極１７を挟み互いに対向している。反射器１６Ａ及び反射器１６Ｂはそれぞれ、複数の電極指を有する。反射器１６Ａ及び反射器１６Ｂのそれぞれにおいて、複数の電極指の両端が短絡されている。

図１に示した、並列腕共振子Ｐ３以外の各並列腕共振子及び各直列腕共振子もそれぞれ、並列腕共振子Ｐ３と同様に、ＩＤＴ電極及び反射器を有する。本実施形態においては、複数の直列腕共振子及び複数の並列腕共振子はいずれも、弾性表面波共振子である。

第１の実施形態及び比較例を比較することにより、第１の実施形態において耐電力性を高められることを示す。比較例は、第２のパッケージ層に設けられた配線パターンの配置のみにおいて、第１の実施形態と異なる。具体的には、比較例は、第２のパッケージ層に設けられた配線パターンが、図５に示した重なり部６ｘを有しない点において、第１の実施形態と異なる。第１の実施形態及び比較例において、減衰量周波数特性を比較した。

なお、第１の実施形態及び比較例のフィルタ装置の設計パラメータは、表１に示す通りである。表１における弾性波共振子を示す符号は、本明細書における直列腕共振子及び並列腕共振子を示す符号と一致する。以下においては、交叉領域の電極指延伸方向に沿う寸法を交叉幅とする。ＩＤＴ電極の波長は、ＩＤＴ電極の電極指ピッチにより規定される波長である。反射器の波長は、反射器の電極指ピッチにより規定される波長である。なお、電極指ピッチとは、隣り合う電極指同士の電極指延伸方向と直交する方向における中心間距離である。ＩＤＴ電極における電極指ピッチは、具体的には、隣り合う第１の電極指及び第２の電極指の中心間距離である。第１の電極指の先端及び第２のバスバーの間の距離、または第２の電極指の先端及び第１のバスバーの間の距離を電極間ギャップ長とする。

第１の実施形態及び比較例における、減衰量周波数特性の比較の結果を、図１１により示す。なお、図１１においては、第１の実施形態及び比較例のフィルタ装置に電力を印加してから、十分に時間が経過し、温度が十分に上昇した状態における減衰量周波数特性を示す。加えて、図１１においては、第１の実施形態のフィルタ装置に電力を印加した直後の、温度が上昇していない状態における減衰量周波数特性も示す。なお、第１の実施形態及び比較例においては、フィルタ装置に電力を印加した直後の、温度が上昇していない状態における減衰量周波数特性はほぼ変わらない。

図１１は、第１の実施形態及び比較例のフィルタ装置の、温度が十分に上昇した状態における減衰量周波数特性と、第１の実施形態のフィルタ装置の、温度が上昇していない状態における減衰量周波数特性とを示す図である。図１２は、図１１の拡大図であって、フィルタ装置に電力を印加する周波数付近を示す図である。以下においては、フィルタ装置に電力を印加する周波数を、電力印加周波数と記載することがある。図１２では、電力印加周波数を二点鎖線により示す。

図１１及び図１２に示すように、第１の実施形態においては、温度が上昇していない状態から温度が上昇した状態にかけて、減衰量周波数特性が全体的に低域側に移動している。なお、上述したように、第１の実施形態及び比較例においては、温度が上昇していない状態における減衰量周波数特性はほぼ変わらない。よって、比較例においても、温度の上昇により、減衰量周波数特性が全体的に低域側に移動していることがわかる。

図１２中の二点鎖線により示す電力印加周波数においては、比較例における挿入損失の大きさは５ｄＢである。これに対して、第１の実施形態では、電力印加周波数における挿入損失の大きさは４．８ｄＢと小さくなっている。電力印加周波数において挿入損失が小さくなると、機能電極において生じる熱量も低くなる。よって、第１の実施形態においては、機能電極としてのＩＤＴ電極が破損し難く、フィルタ装置の耐電力性を高めることができる。これは、図１２に示すように、第１の実施形態では、通過帯域の低域側において、温度の上昇による周波数の移動量が大きいことによる。具体的には、通過帯域の低域側において、第１の実施形態では比較例よりも、温度の上昇による周波数の移動量が０．２ＭＨｚ大きい。

図１に示す第１の実施形態のフィルタ装置１０のようなラダー型フィルタにおいては、通過帯域を構成している並列腕共振子の反共振周波数が通過帯域内に位置している。一方で、該並列腕共振子の共振周波数は、通過帯域よりも低域側に位置している。なお、並列腕共振子における共振周波数が高いほど、該共振周波数は、ラダー型フィルタの通過帯域に近い。そのため、ラダー型フィルタの並列腕共振子のうち、共振周波数が最も高い並列腕共振子の共振周波数の変化量の、通過帯域の低域側における周波数の移動量に対する影響は、特に大きい。

上記のように、第１の実施形態においては、複数の並列腕共振子のうち共振周波数が最も高い並列腕共振子は、並列腕共振子Ｐ３である。フィルタ装置１０においては、並列腕共振子Ｐ３の放熱性を敢えて低くすることによって、並列腕共振子Ｐ３の温度の変化を大きくすることができている。例えば、シミュレーションを行った結果、該並列腕共振子Ｐ３に相当する共振子の温度を、他の共振子よりも２１℃程度高くできることがわかっている。これにより、並列腕共振子Ｐ３の共振周波数の変化量を大きくすることができ、通過帯域の低域側における周波数の移動量を大きくすることができる。この結果、電力印加周波数において挿入損失を小さくすることができ、ＩＤＴ電極が破損するほどの熱量を生じ難くすることができる。

より詳細には、フィルタ装置１０に電力を印加した際には、各弾性波共振子だけではなく、図２に示すパッケージ基板１２における各配線パターンにも電力が印加される。これにより、各配線パターンにおいて熱が生じる。そして、パッケージ基板１２における配線パターンのうち、第２のパッケージ層１２ｂに設けられている配線パターンが、各弾性波共振子に特に近い。そして、第１の実施形態では、第２のパッケージ層１２ｂにおける第１の配線電極６が、並列腕共振子Ｐ３と平面視において重なっている。そのため、パッケージ基板１２における、並列腕共振子Ｐ３と対向している部分の温度が高くなっている。これにより、弾性波フィルタチップ１及びパッケージ基板１２の間の空間に、並列腕共振子Ｐ３から放熱されることを抑制できる。

加えて、並列腕共振子Ｐ３が平面視において第１の配線電極６と重なっている部分は、並列腕共振子Ｐ３における、圧電性基板２の中央領域Ｃに位置している部分である。そのため、並列腕共振子Ｐ３は、圧電性基板２上の電極パッドから遠い部分を含む。さらに、並列腕共振子Ｐ３が、他の弾性波共振子により囲まれた配置となり易い。これらにより、並列腕共振子Ｐ３の放熱性をより確実に低くすることができる。

以上のように、第１の実施形態においては、フィルタ装置１０に電力を印加した際、複数の並列腕共振子のうち共振周波数が最も高い、並列腕共振子Ｐ３の温度の変化を大きくすることができる。よって、上記のように、通過帯域の低域側における周波数の移動量を大きくすることができ、電力印加周波数において挿入損失を小さくすることができる。従って、ＩＤＴ電極１７が破損するほどの熱量を生じ難くすることができ、フィルタ装置１０の耐電力性を高くすることができる。

以下において、本実施形態の構成のさらなる詳細を説明する。

図１３は、第１の実施形態における第１の配線電極の一部を示す平面図である。

第１の配線電極６は直線部６ａ及びコーナー部６ｂを有する。直線部６ａ及びコーナー部６ｂが接続されている。直線部６ａは２つの端縁部を有する。２つの端縁部は互いに対向しており、かつ平行に延びている。なお、本明細書において、直線部６ａの２つの端縁部が平行に延びているとは、２つの端縁部がなす角度が０°±５°以内であることをいう。直線部６ａが延びる方向は、２つの端縁部の中点を結んだ線が延びる方向である。

図１３においては、直線部６ａ及びコーナー部６ｂの境界を破線により示す。直線部６ａ及びコーナー部６ｂの境界は、平面視において、直線部６ａが延びる方向と直交する方向に延びている線である。より具体的には、該境界の線は、直線部６ａの２つの端縁部のうち少なくとも一方を通る線である。

図１３に示すように、直線部６ａの幅は、コーナー部６ｂの幅よりも狭い。なお、直線部６ａの幅は、直線部６ａが延びる方向と直交する方向に沿う、該直線部６ａの寸法である。第１の実施形態では、第１の配線電極６のコーナー部６ｂの幅は、コーナー部６ｂの外周縁または内周縁の接線と直交する線の、コーナー部６ｂ上における寸法である。図１３に示す第１の配線電極６においては、直線部６ａの幅の値はＷ１である。一方で、コーナー部６ｂの幅の値はＷ１＋Ｗ２である。よって、直線部６ａの幅はコーナー部６ｂの幅よりも狭い。

配線電極においては、幅が狭いほど電気抵抗は高い。配線電極の電気抵抗が高いほど、該配線電極に電力を印加した場合に生じる熱量は大きい。そして、第１の配線電極６においては、直線部６ａの幅はコーナー部６ｂの幅よりも狭い。よって、第１の配線電極６に電力を印加した際、直線部６ａにおける温度を効果的に高くすることができる。図５に示すように、第１の実施形態では、重なり部６ｘが直線部６ａを含む。すなわち、フィルタ装置１０の共振周波数が最も高い並列腕共振子Ｐ３における中央領域Ｃに位置する部分と、平面視において重なっている部分が、直線部６ａを含む。それによって、並列腕共振子Ｐ３の放熱性を効果的に低くすることができ、電力印加周波数における挿入損失を効果的に小さくすることができる。従って、フィルタ装置１０の耐電力性を効果的に高くすることができる。

重なり部６ｘが直線部６ａのみを含むことが好ましい。それによって、並列腕共振子の放熱性をより確実に、効果的に低くすることができる。従って、フィルタ装置の耐電力性をより確実に、効果的に高めることができる。もっとも、重なり部６ｘは、コーナー部６ｂを含んでいてもよい。

なお、コーナー部６ｂにおいて、外周縁の接線と直交する線を通る内周縁の点に着目したときに、内周縁の当該点を通る接線は、上記外周縁の接線とは平行ではないこともある。そのため、外周縁に接する接線を基準とするか、内周縁に接する接線を基準とするかによって、コーナー部６ｂの幅の値が異なることもある。あるいは、コーナー部６ｂの位置によって、幅は異なる。一方で、直線部６ａの２つの端縁部がなす角度が、０°ではない場合には、直線部６ａの幅は、位置によって異なる。これらの場合においても、直線部６ａにおける最も広い幅が、コーナー部６ｂの最も狭い幅よりも狭いことが好ましい。これにより、フィルタ装置１０の耐電力性をより確実に、効果的に高めることができる。

コーナー部６ｂの形状や、幅の基準となる接線が接する外周縁の位置によっては、該接線に直交する線が、直線部６ａに至ることもある。この場合には、外周縁における接線が接する点と、内周縁における、直線部６ａとの境界に位置する点と間の距離を、コーナー部６ｂの当該部分の幅とすればよい。同様に、内周縁に接する接線に直交する線が、直線部６ａに至る場合には、内周縁における接線が接する点と、外周縁における、直線部６ａとの境界に位置する点と間の距離を、コーナー部６ｂの当該部分の幅とすればよい。

なお、コーナー部６ｂの内周縁は、例えば、点として構成されていてもよい。図１４に示す第１の実施形態の変形例においては、コーナー部２６ｂの外周縁は曲線である。他方、内周縁は直線状の端縁部同士が接続された点として構成されている。本変形例では、直線部６ａの幅と、コーナー部２６ｂの幅とが同じとされている。もっとも、本変形例においても、第１の実施形態と同様に、第１の配線電極２６は重なり部６ｘを有する。それによって、フィルタ装置の耐電力性を高めることができる。

本変形例のコーナー部２６ｂの外周縁に相当する部分が、例えば、直線状であっても構わない。この場合においても、本変形例と同様に、フィルタ装置の耐電力性を高めることができる。

図４においては省略しているが、図５に示すように、第１のパッケージ層１２ａの第２の面１２ｙ、及び第２のパッケージ層１２ｂの圧電性基板２側の面には、第１の配線電極６以外に、複数の第２の配線電極７が設けられている。さらに、パッケージ基板１２内には、第１の配線電極６及び第２の配線電極７以外の配線パターンも設けられている。

具体的には、図６に示す、第３のパッケージ層１２ｃの圧電性基板２側の面に設けられた配線パターンは、第３の配線電極８である。第１の実施形態においては、第３の配線電極８は、平面視において、第１の配線電極６の重なり部６ｘと重なっていない。よって、第１の配線電極６の重なり部６ｘから第３の配線電極８に、熱が伝搬し難い。これにより、並列腕共振子Ｐ３の放熱性をより確実に低くすることができる。もっとも、第３の配線電極８の配置は上記に限定されない。第３の配線電極８は、第１の配線電極６の重なり部６ｘと、平面視において重なっていてもよい。

図２に示す、第１のパッケージ層１２ａ、第２のパッケージ層１２ｂ及び第３のパッケージ層１２ｃ以外のパッケージ層の圧電性基板２側の面に設けられた配線パターンは、第４の配線電極９である。第１の実施形態においては、図７及び図８に示すように、各第４の配線電極９は、第１の配線電極６の重なり部６ｘと、平面視において重なっていない。よって、第１の配線電極６の重なり部６ｘから各第４の配線電極９に、熱が伝搬し難い。これにより、並列腕共振子Ｐ３の放熱性をより確実に低くすることができる。もっとも、各第４の配線電極９の配置は上記に限定されない。少なくとも１つの第４の配線電極９が、第１の配線電極６の重なり部６ｘと、平面視において重なっていてもよい。

ところで、上記のように、第１の実施形態では、各並列腕共振子は弾性表面波共振子である。弾性表面波共振子同士の共振周波数は、ＩＤＴ電極の電極指ピッチ及びデューティ比を用いて比較することができる。例えば、弾性表面波共振子同士の電極指の厚みが同じである場合には、電極指ピッチ及びデューティ比の積の逆数が大きい方の弾性表面波共振子の共振周波数が、他方の弾性表面波共振子の共振周波数よりも高い。

弾性表面波共振子同士の電極指の厚みが互いに異なる場合には、電極指ピッチ、デューティ比及び電極指の厚みの積の逆数が大きい方の弾性表面波共振子の共振周波数が、他方の弾性表面波共振子の共振周波数よりも高い。

第１の実施形態においては、フィルタ装置１０における全ての並列腕共振子のうち、図３に示す、並列腕共振子Ｐ３のＩＤＴ電極における電極指ピッチ、デューティ比及び電極指の厚みの積の逆数が最も大きい。

図３に示す圧電性基板２の主面２ａには、各直列腕共振子及び各並列腕共振子のＩＤＴ電極を覆うように、保護膜が設けられていてもよい。それによって、各直列腕共振子及び各並列腕共振子が破損し難い。保護膜には、適宜の誘電体を用いることができる。

保護膜を有する弾性表面波共振子同士の保護膜の厚みが同じである場合には、電極指ピッチ、デューティ比及び電極指の厚みの積の逆数が大きい方の弾性表面波共振子の共振周波数が、他方の弾性表面波共振子の共振周波数よりも高い。

図１５は、第２の実施形態における第２のパッケージ層の、圧電性基板側の面を示す略図的平面図である。

本実施形態は、第１の配線電極３６の重なり部３６ｘの幅が、第２の配線電極７の幅よりも狭い点において、第１の実施形態と異なる。本実施形態は、第１の配線電極３６の重なり部３６ｘの幅が、第１の配線電極３６の重なり部３６ｘ以外の部分の幅以下である点においても、第１の実施形態と異なる。より具体的には、本実施形態では、第１の配線電極３６の重なり部３６ｘの幅が、第１の配線電極３６の重なり部３６ｘ以外の部分の幅よりも狭い。上記の点以外においては、本実施形態のフィルタ装置は第１の実施形態のフィルタ装置１０と同様の構成を有する。

上述したように、配線電極においては、幅が狭いほど電気抵抗は高い。配線電極の電気抵抗が高いほど、該配線電極に電力を印加した場合に生じる熱量は大きい。そして、第１の配線電極３６の重なり部３６ｘの幅は、第２の配線電極７の幅よりも狭い。よって、フィルタ装置に電力を印加した際、重なり部３６ｘにおける温度を効果的に高くすることができる。これにより、フィルタ装置の複数の並列腕共振子のうち共振周波数が最も高い並列腕共振子の放熱性を効果的に低くすることができ、電力印加周波数における挿入損失を効果的に小さくすることができる。従って、耐電力性を効果的に高めることができる。

加えて、第１の配線電極３６の重なり部３６ｘの幅が、第１の配線電極３６の重なり部３６ｘ以外の部分の幅以下であることにより、重なり部３６ｘにおける電気抵抗を大きくすることができる。これにより、フィルタ装置に電力を印加した際、重なり部３６ｘにおける温度をより確実に、効果的に高めることができる。

本実施形態のように、第１の配線電極３６の重なり部３６ｘの幅が、第１の配線電極３６の重なり部３６ｘ以外の部分の幅よりも狭いことが好ましい。なお、第１の配線電極３６の重なり部３６ｘ以外の部分と、重なり部３６ｘとの境界における幅は、第１の配線電極３６の重なり部３６ｘ以外の部分の幅には含まれないものとする。上記構成によって、重なり部３６ｘにおける温度をより確実に、より一層高くすることができる。それによって、耐電力性をより確実に、より一層に高めることができる。

以下において、本発明に係るフィルタ装置１０の形態の例をまとめて記載する。

＜１＞圧電性基板と、前記圧電性基板において構成されている少なくとも１つの直列腕共振子と、前記圧電性基板において構成されている複数の並列腕共振子と、少なくとも、前記圧電性基板に接合されている第１のパッケージ層と、前記第１のパッケージ層に積層されている第２のパッケージ層と、前記第２のパッケージ層に積層されている第３のパッケージ層と、を有するパッケージ基板と、を備え、前記第１のパッケージ層が、前記圧電性基板に接合されている第１の面と、前記第１の面に対向している第２の面と、を有し、前記第２の面に前記第２のパッケージ層が積層されており、前記第１のパッケージ層の前記第１の面または前記第２の面に設けられている配線電極をさらに備え、平面視において、前記圧電性基板が２対の対辺を有し、前記圧電性基板における、１対の前記対辺の間を３等分した領域のうち中央の領域に位置し、かつ他の１対の前記対辺の間を３等分した領域のうち中央の領域に位置する領域が中央領域であり、前記圧電性基板の前記中央領域に、前記複数の並列腕共振子のうち共振周波数が最も高い並列腕共振子の少なくとも一部が位置しており、前記配線電極が、前記複数の並列腕共振子のうち共振周波数が最も高い並列腕共振子が前記中央領域に位置している部分と、平面視において重なっている、重なり部を有する、フィルタ装置。

＜２＞前記配線電極が、前記第１のパッケージ層の前記第２の面に設けられている、＜１＞に記載のフィルタ装置。

＜３＞前記配線電極が、直線部と、コーナー部と、を有し、前記直線部の幅が、前記コーナー部の幅よりも狭く、前記配線電極の前記重なり部が前記直線部を含む、＜１＞または＜２＞に記載のフィルタ装置。

＜４＞前記配線電極の前記重なり部が前記直線部のみを含む、＜３＞に記載のフィルタ装置。

＜５＞前記配線電極が第１の配線電極であり、前記パッケージ基板における、前記第２のパッケージ層の前記圧電性基板側の面に設けられている、少なくとも１つの第２の配線電極をさらに備え、前記第１の配線電極の前記重なり部の幅が、前記第２の配線電極の幅よりも狭い、＜１＞～＜４＞のいずれか１つに記載のフィルタ装置。

＜６＞前記第１の配線電極の前記重なり部の幅が、前記第１の配線電極における前記重なり部以外の部分の幅以下である、＜５＞に記載のフィルタ装置。

＜７＞前記配線電極が第１の配線電極であり、前記パッケージ基板における前記第３のパッケージ層の前記圧電性基板側の面に設けられている、少なくとも１つの第３の配線電極をさらに備え、前記第１の配線電極の前記重なり部が、平面視において、前記第３の配線電極と重なっていない、＜１＞～＜６＞のいずれか１つに記載のフィルタ装置。

＜８＞前記パッケージ基板が、前記第３のパッケージ層よりも、前記圧電性基板から遠ざかる方向に積層されている、少なくとも１層のパッケージ層をさらに有し、前記パッケージ基板における前記第１のパッケージ層、前記第２のパッケージ層及び前記第３のパッケージ層以外の前記パッケージ層の面のうちいずれかに設けられている、少なくとも１つの第４の配線電極をさらに備え、前記第１の配線電極の前記重なり部が、平面視において、前記第４の配線電極と重なっていない、＜７＞に記載のフィルタ装置。

１…弾性波フィルタチップ
２…圧電性基板
２ａ…主面
２ｃ～２ｆ…第１～第４の辺
３Ａ，３Ｂ…第１，第２の信号端子
４…グラウンド端子
５…バンプ
６…第１の配線電極
６ａ…直線部
６ｂ…コーナー部
６ｘ…重なり部
７～９…第２～４の配線電極
１０…フィルタ装置
１１…封止樹脂層
１２…パッケージ基板
１２ａ～１２ｆ…第１～第６のパッケージ層
１２ｘ、１２ｙ…第１，第２の面
１３…実装用電極ランド
１４…貫通電極
１５…外部接続用電極ランド
１６Ａ，１６Ｂ…反射器
１７…ＩＤＴ電極
１８ａ，１８ｂ…第１，第２のバスバー
１９ａ，１９ｂ…第１，第２の電極指
２６…第１の配線電極
２６ｂ…コーナー部
３６…第１の配線電極
３６ｘ…重なり部
Ａ…交叉領域
Ｃ…中央領域
Ｐ１～Ｐ４…並列腕共振子
Ｓ１～Ｓ５…直列腕共振子

Claims (8)

1. 圧電性基板と、
   前記圧電性基板において構成されている少なくとも１つの直列腕共振子と、
   前記圧電性基板において構成されている複数の並列腕共振子と、
   少なくとも、前記圧電性基板に接合されている第１のパッケージ層と、前記第１のパッケージ層に積層されている第２のパッケージ層と、前記第２のパッケージ層に積層されている第３のパッケージ層と、を有するパッケージ基板と、
   を備え、
   前記第１のパッケージ層が、前記圧電性基板に接合されている第１の面と、前記第１の面に対向している第２の面と、を有し、前記第２の面に前記第２のパッケージ層が積層されており、
   前記第１のパッケージ層の前記第１の面または前記第２の面に設けられている配線電極をさらに備え、
   平面視において、前記圧電性基板が２対の対辺を有し、前記圧電性基板における、１対の前記対辺の間を３等分した領域のうち中央の領域に位置し、かつ他の１対の前記対辺の間を３等分した領域のうち中央の領域に位置する領域が中央領域であり、
   前記圧電性基板の前記中央領域に、前記複数の並列腕共振子のうち共振周波数が最も高い並列腕共振子の少なくとも一部が位置しており、
   前記配線電極が、前記複数の並列腕共振子のうち共振周波数が最も高い並列腕共振子が前記中央領域に位置している部分と、平面視において重なっている、重なり部を有する、フィルタ装置。
2. 前記配線電極が、前記第１のパッケージ層の前記第２の面に設けられている、請求項１に記載のフィルタ装置。
3. 前記配線電極が、直線部と、コーナー部と、を有し、前記直線部の幅が、前記コーナー部の幅よりも狭く、
   前記配線電極の前記重なり部が前記直線部を含む、請求項１に記載のフィルタ装置。
4. 前記配線電極の前記重なり部が前記直線部のみを含む、請求項３に記載のフィルタ装置。
5. 前記配線電極が第１の配線電極であり、
   前記パッケージ基板における、前記第２のパッケージ層の前記圧電性基板側の面に設けられている、少なくとも１つの第２の配線電極をさらに備え、
   前記第１の配線電極の前記重なり部の幅が、前記第２の配線電極の幅よりも狭い、請求項１に記載のフィルタ装置。
6. 前記第１の配線電極の前記重なり部の幅が、前記第１の配線電極における前記重なり部以外の部分の幅以下である、請求項５に記載のフィルタ装置。
7. 前記配線電極が第１の配線電極であり、
   前記パッケージ基板における前記第３のパッケージ層の前記圧電性基板側の面に設けられている、少なくとも１つの第３の配線電極をさらに備え、
   前記第１の配線電極の前記重なり部が、平面視において、前記第３の配線電極と重なっていない、請求項１に記載のフィルタ装置。
8. 前記パッケージ基板が、前記第３のパッケージ層よりも、前記圧電性基板から遠ざかる方向に積層されている、少なくとも１層のパッケージ層をさらに有し、
   前記パッケージ基板における前記第１のパッケージ層、前記第２のパッケージ層及び前記第３のパッケージ層以外の前記パッケージ層の面のうちいずれかに設けられている、少なくとも１つの第４の配線電極をさらに備え、
   前記第１の配線電極の前記重なり部が、平面視において、前記第４の配線電極と重なっていない、請求項７に記載のフィルタ装置。

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