JP3301833B2 - 弾性表面波フィルタ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、弾性表面波フィルタ素
子をパッケージ内に収納して成る弾性表面波フィルタに
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、情報処理機器や通信機器に対し小
型化および可搬化の要求が高まり、これに伴って信号処
理用フィルタ回路の小型化が要求されている。一般に、
高周波部のフィルタ回路に多く用いられている誘電体共
振器フィルタは、形状が大きくて重いため、これに代わ
る高周波帯域小型フィルタとして、弾性表面波フィルタ
が注目を集めている。

【０００３】弾性表面波フィルタは、圧電体基板上に入
力用および出力用の櫛型電極を設けた３端子或いは４端
子型の素子であり、小型および高性能化のため上記圧電
体基板としては、電気−機械結合係数が大きく且つ周波
数の温度係数が比較的小さいものが用いられる。

【０００４】図１１は、従来の弾性表面波フィルタを示
す概略平面図である。弾性表面波フィルタ素子３０は、
圧電体基板３１上にＡｌ等から成る櫛型入力電極３２と
櫛型出力電極３３とを同一伝搬路上に配置して構成され
る。

【０００５】上記の入出力電極３２，３３における電極
指の幅、間隔、ピッチ、本数、及び各電極指の長さ等は
必要とするフィルタ特性によって決定されるが、フィル
タのインピーダンスは５０Ωからずれてしまう。このた
め、弾性表面波フィルタ素子３０を他の高周波回路と接
続する場合には、同図に示すように、インピーダンス整
合回路３４，３５を弾性表面波フィルタの入出力端子に
接続する必要がある。インピーダンス整合回路３４，３
５は、図１２に示すように、インダクタンスＬと容量Ｃ
とからなり、ＬＣの接続点を入出力としている。

【０００６】そして、従来においては、弾性表面波フィ
ルタを図示しないプリント基板に搭載してフィルタ回路
を構成する場合、上記インピーダンス整合回路３４，３
５におけるインダクタンスＬはプリント基板の導体配線
パターン形成において同時形成されたミアンダパターン
で構成され、容量ＣはＳＭＴ技術により搭載接続された
チップコンデンサーで構成される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のインピーダンス整合回路３４，３５を含むフィルタ
回路構成では、弾性表面波フィルタ素子３０が小さくな
っても、インピーダンス整合回路３４，３５が大きな実
装面積を占めることになるため、フィルタ回路自体が小
型化されたことにならない。また、インダクタンスＬの
ミアンダパターンが損傷する等の信頼性の面でも問題が
生じる。

【０００８】一方、弾性表面波素子を構成している圧電
体基板の一部若しくはパッケージの一部にボンディング
パッドを形成し、これをボンディイグワイヤで接続する
ことでインダンクタンス成分および容量成分を得るよう
にして上記欠点を解消し得るようにしたものが知られて
いる（特開平５−１９１１９９号公報参照）。

【０００９】しかし、かかる構成では、十分なインダク
タンス或いは容量を得ることができないため、インピー
ダンス整合調整の幅が狭小であり、種々のフィルタ回路
に対応できないという欠点がある。

【００１０】本発明は、上記の事情に鑑み、インピーダ
ンス整合回路をパッケージ内に有することでフィルタ回
路の小型化等を図るとともに、インピーダンス整合調整
の幅を広くして種々のフィルタ回路に対応することがで
きる弾性表面波フィルタを提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の弾性表面波フィ
ルタは、弾性表面波フィルタ素子をパッケージ内に封止
して成る弾性表面波フィルタにおいて、誘電体ブロック
の一つの面に２個で一組を成すボンディングパッド対が
複数組形成され、各ボンディングパッド対が前記誘電体
ブロックの厚みを利用して遠回りに接続されて導電路を
形成し、この導電路のうち前記一つの面と反対の面に形
成されている部分が容量成分の一方の電極面を成すよう
に構成された第１ブロックと、該第１ブロックに張り合
わされた誘電体ブロックからなり上記容量を形成する第
２ブロックと、から構成されたインピーダンス整合調整
ブロックを前記パッケージ内に有し、前記弾性表面波フ
ィルタ素子の入出力電極と前記パッケージに形成されて
いる入出力電極とが前記ボンディングパッドを介して接
続されていることを特徴とするものである。

【００１２】

【作用】上記の構成によれば、インピーダンス整合調整
ブロックにおいて、リアクタンスは前記ボンディングパ
ッド対を遠回りに接続した導電路により形成され、容量
は上記導電路のうちの一部とパッケージに形成されてい
る電極或いは当該ブロックに別に形成した電極により形
成される。

【００１３】そして、上記のリアクタンスは、誘電体ブ
ロックの厚みを利用して距離を稼いだ導電路から成るも
のであり、且つ、異なる組のボンディングパッドをワイ
ヤボンディングして複数の導電路を接続できるので、得
られる最大のリアクタンスは格段に大きくなる。その一
方、それよりも小さなリアクタンスを必要とするのであ
れば、前記導電路を通さないようにボンディングパッド
をワイヤボンディングすればよい。また、同様にパッド
接続形態を変えることにより広い幅で任意の容量を得る
ことが可能である。このように、インピーダンス整合調
整の幅が広がることにより、種々のフィルタ回路に対応
することが可能になる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明をその実施例を示す図に基づい
て説明する。

【００１５】図１は、弾性表面波フィルタのパッケージ
蓋７を取り外した状態の斜視図であり、図２（ａ）は上
記図１のＡ−Ａ矢視断面図、図２（ｂ）は上記図１のＢ
−Ｂ矢視断面図である。また、図３は、パッケージ６内
に収納されている弾性表面波フィルタ素子１を拡大して
示す斜視図である。

【００１６】弾性表面波フィルタ素子１は、ＬｉＴａＯ
₃ （３６°回転ＹカットＸ軸方向伝搬）単結晶板からな
る厚さが０．３５ｍｍで大きさが１．４×３ｍｍの圧電
体基板２上に、厚さ１７５ｎｍのＡｌ等から成る入力電
極３…、出力電極４…を同一伝搬路上に交互に形成して
なるものである。各入力電極３及び各出力電極４は、と
もに一対の櫛型電極をその電極指が交互に並ぶように配
置して成るものであり、その一方の櫛型電極５は接地さ
れる。

【００１７】電極指の幅、間隔、ピッチ、本数、及び各
電極指の長さ（重み付け形状）等は必要とされるフィル
タ特性によって異なる。本実施例では、中心周波数８３
６ＭＨｚを得るために電極指幅を１．２３μｍとし、電
極指の長さはアポダイズ法で重み付けを行っている。

【００１８】弾性表面波フィルタ素子１を収容している
パッケージ６は、第１層〜第５層のセラミック層６ａ〜
６ｅを焼成積層した構造を有しており、全体の大きさは
５．２×４．８×１．８３ｍｍ³ となっている。

【００１９】上記の第１層６ａはパッケージ６の底壁部
をなすものであり、この第１層６ａの上面には接地電極
１３が形成されている。また、第２層〜第５層６ｂ〜６
ｅはパッケージ６の側壁部をなすものであり、第２層６
ｂにおける互いに向かい合う部分は、第３層〜第５層６
ｃ〜６ｅよりも広幅に形成され、パッケージ６内に少し
突出している。第２層６ｂの上記突出部分の上面には、
それぞれ３つの電極１０，１１，１２が形成されてお
り、これら電極１０，１１，１２は、パッケージ６の外
側の側面を経て第１層６ａの底面まで延びている。

【００２０】電極１０〜１３は、タングステンを厚膜印
刷したものであり、各層６ａ〜６ｅを重ねて焼成すると
きに同時に焼成される。そして、この焼成の後、パッケ
ージ内外で露出しているタングステン膜部分には、Ｎｉ
がメッキされ更にその上にＡｕがメッキされる。

【００２１】前記３つの電極のうちの両側の電極１０，
１０、１２，１２は接地用の電極であり、前記の接地電
極１３に接続されている。一方、中央の電極１１，１１
は、外部回路との接続のためのもので、一方が入力側と
なり、他方が出力側として用いられる。

【００２２】パッケージ６の中央には、前記の弾性表面
波フィルタ素子１が導電性接着剤で固着されるが、更に
その両側にインピーダンス整合調整ブロック１５，１５
が同じく導電性接着剤（例えば、Ａｇを主成分とする）
にて固着されている。

【００２３】図４は、インピーダンス整合調整ブロック
１５を示すもので、同図の（ａ）はその平面図、同図の
（ｂ）はその側面図、同図の（ｃ）はそのＣ−Ｃ矢視断
面図である。

【００２４】インピーダンス整合調整ブロック１５は、
第１ブロック１５ａと第２ブロック１５ｂとが貼り合わ
され、全体として１．０×１．０×４．０ｍｍ³ の大き
さを有する直方体状誘電体ブロックからなる。なお、誘
電体材料としてＡｌＮ（誘電率８．８）を用いており、
その薄板焼結体を得るには、ドクターブレード法で製造
したグリーンシートを常圧焼結すればよい。

【００２５】インピーダンス整合調整ブロック１５の一
つの面（前記貼り合わせ面と対面する第１ブロック上
面）には、２個で一組を成すボンディングパッド２０
ａ，２０ｂを４組形成してある。各ボンディングパッド
は、０．４×０．４ｍｍ² の大きさに設計されている。

【００２６】ボンディングパッド２０ａ，２０ｂには、
第１ブロック１５ａを貫通するスルーホール１６，１６
が形成されている。そして、各組のスルーホール１６，
１６同士は、これと対応して第１ブロック１５ａの前記
の貼り合わせ部分に形成されている導電部２１…にて電
気的に接続される。即ち、各ボンディングパッド２０
ａ，２０ｂ同士は、スルーホール１６，１６および導電
部２１によって遠回りに接続され、導電路を形成する。

【００２７】また、上記導電部２１は、０．４ｍｍ幅に
形成されており、容量成分の一方の電極面をなす。即
ち、第２ブロックの前記張り合わせ面と対面する面に形
成された接地電極１７とで容量を形成する。接地電極１
７は、当該インピーダンス整合調整ブロック１５が前記
パッケージ６に収容されるとき、前述の導電性接着剤に
て接地電極１３と電気的に接続される。なお、このよう
に接地電極１３上にインピーダンス整合調整ブロック１
５を配置する場合は、前記接地電極１７は無くてもよい
ものである。

【００２８】そして、弾性表面波フィルタ素子１の入力
電極３とパッケージ側の入力電極１１とは、パッケージ
６内に収容されたインピーダンス整合調整ブロック１５
を介してボンディングワイヤ１８…により接続される。
同じく、弾性表面波フィルタ素子１の出力電極３とパッ
ケージ側の出力電極１１も、インピーダンス整合調整ブ
ロック１５を介してボンディングワイヤ１８…により接
続されるようになっている。なお、各入力電極３及び出
力電極４を構成している一方の櫛型電極５はボンディン
グワイヤ１８にて、電極１０又は電極１２に接続されて
接地される。

【００２９】また、インピーダンス整合は、インピーダ
ンス整合調整ブロック１５のボンディングパッドの接続
を、例えば図のごとく行うことで調整されている。

【００３０】図５は、図４のインピーダンス整合調整ブ
ロック１５において、図のごとくボンディングワイヤ１
８…で接続した場合の等価回路を示している。また、パ
ッケージ６内で構成される全体回路の等価回路は、図６
に示すようになる。

【００３１】上記の構成によれば、インピーダンス整合
調整ブロック１５において、リアクタンスは、前記のボ
ンディングパッド２０ａ，２０ｂを接続する導電路（ス
ルーホール１６，１６および導電部２１）により形成さ
れ、容量は上記導電路のうちの導電部２１と接地電極１
７により形成される。

【００３２】そして、上記のリアクタンスは、誘電体ブ
ロックの厚みを利用して距離を稼いだ導電路から成り、
且つ、異なる組のボンディングパッド２０ａ，２０ｂを
ボンディイグワイヤ１８…で接続して複数の導電路を接
続することができるので、得られる最大のリアクタンス
は格段に大きくなる。その一方、それよりも小さなリア
クタンスを必要とするのであれば、前記導電路を通さな
いようにボンディングパッド２０ａ，２０ｂをボンディ
ングワイヤ１８…で接続すればよい（例えば、後述の図
９のごとく）。また、同様に、パッド接続形態を変える
ことにより広い幅で任意の容量を得ることが可能であ
る。このように、インピーダンス整合調整の幅が広がる
ことにより、種々のフィルタ回路に対応することが可能
になる。

【００３３】なお、上記の実施例では、インピーダンス
整合調整ブロック１５の導電部２１の幅を０．４ｍｍと
したが、更に大きな容量が必要とされることがあるフィ
ルタ回路に適用する場合には、導電部２１の幅を広くし
たものを用い、その逆にあまり大きな容量を必要としな
いフィルタ回路に適用する場合には、導電部２１の幅を
狭くしたものを用いればよい。

【００３４】図７は、前記のインピーダンス整合調整ブ
ロック１５において、中央側２つの導電部２１の幅を
０．２ｍｍとした場合を示している。そして、図８は、
この場合のインピーダンス整合調整ブロック１５におい
て同図のごとく配線した場合の等価回路を示しており、
図５の場合に比べ容量が小さくなっている。なお、導電
部２１の幅の変化によりリアクタンスも多少変化してい
る。

【００３５】また、図９は、中央側２つの導電部２１の
幅を０．８ｍｍとした場合を示している。そして、図１
０（ａ）及び（ｂ）は、この場合のインピーダンス整合
調整ブロック１５において同図のごとく配線した場合の
等価回路を示しており、図５の場合に比べ容量は多く、
リアクタンスは小さくなっている。なお、図９，図１０
において、左側の容量０．４ｐＦ及び０．８ｐＦが不要
である場合は、左から３番目のボンディングパッド２０
ａと入力端子１１とを直接に接続するようにしてもよい
ものである。

【００３６】なお、本実施例では、スルーホール１６…
によってボンディングパッド２０ａ（又は２０ｂ）と導
電部２１とを電気的に接続したが、上記スルーホール１
６に代えて、例えば、ブロック側面に形成した導電路に
て両者を接続するようにしてもよいものである。

【００３７】また、本実施例では、入力電極３…同士、
及び出力電極４…同士を、圧電体基板２上に形成した電
極パッド２９，３０（図３参照）で接続しており、この
電極パッド２９，３０が圧電体基板２下の接地電極１３
とで容量を形成するので、インピーダンス整合のための
より大きな容量を提供できる。

【００３８】更に、ボンディングワイヤ１８として、半
径１０μｍのＡｕ線を用いれば、長さ１．０ｍｍで約
１．０ｎＨのインダクタンスを得ることができる。

【００３９】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、インピ
ーダンス整合回路をパッケージ内に有するのでフィルタ
回路全体の小型化が図れるとともに、インピーダンス整
合調整の幅を広くして種々のフィルタ回路に対応するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の弾性表面波フィルタのパッケージ蓋を
取り外した状態での斜視図である。

【図２】同図（ａ）は図１のＡ−Ａ矢視断面図、同図
（ｂ）は図１のＢ−Ｂ矢視断面図である。

【図３】弾性表面波フィルタ素子を拡大して示す斜視図
である。

【図４】インピーダンス整合調整ブロックの一例を示す
図であって、同図（ａ）はその平面図、同図（ｂ）は同
側面図、同図（ｃ）は同図（ｂ）のＣ−Ｃ矢視断面図で
ある。

【図５】図４におけるインピーダンス整合調整ブロック
の等価回路図である。

【図６】パッケージ内で構成される全体回路の等価回路
図である。

【図７】インピーダンス整合調整ブロックの他の例を示
す図であって、同図（ａ）はその平面図、同図（ｂ）は
同側面図、同図（ｃ）は同図（ｂ）のＤ−Ｄ矢視断面図
である。

【図８】図７におけるインピーダンス整合調整ブロック
の等価回路図である。

【図９】インピーダンス整合調整ブロックの他の例を示
す図であって、同図（ａ）はその平面図、同図（ｂ）は
同側面図、同図（ｃ）は同図（ｂ）のＥ−Ｅ矢視断面図
である。

【図１０】図９におけるインピーダンス整合調整ブロッ
クの等価回路図である。

【図１１】従来の弾性表面波フィルタの構成図である。

【図１２】図１１の等価回路図である。

【符号の説明】

１ 弾性表面波フィルタ素子 ２ 圧電体基板 ３ 入力電極 ４ 出力電極 ６ パッケージ １０ 接地電極 １１ 入出力用の電極 １２ 接地電極 １３ 接地電極 １５ インピーダンス整合調整ブロック １６ スルーホール ２０ａボンディングパッド ２０ｂボンディングパッド ２１ 導電部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 敏晴 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三洋電機株式会社内 (72)発明者 竹内 孝介 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三洋電機株式会社内 (72)発明者 柴田 賢一 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三洋電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−191199（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−6610（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−157418（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−138422（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H03H 9/145 H03H 9/25

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弾性表面波フィルタ素子をパッケージ内
   に封止して成る弾性表面波フィルタにおいて、誘電体ブ
   ロックの一つの面に２個で一組を成すボンディングパッ
   ド対が複数組形成され、各ボンディングパッド対が前記
   誘電体ブロックの厚みを利用して遠回りに接続されて導
   電路を形成し、この導電路のうち前記一つの面と反対の
   面に形成されている部分が容量成分の一方の電極面を成
   すように構成された第１ブロックと、該第１ブロックに
   張り合わされた誘電体ブロックからなり上記容量を形成
   する第２ブロックと、から構成されたインピーダンス整
   合調整ブロックを前記パッケージ内に有し、前記弾性表
   面波フィルタ素子の入出力電極と前記パッケージに形成
   されている入出力電極とが前記ボンディングパッドを介
   して接続されていることを特徴とする弾性表面波フィル
   タ。