JP3911426B2 - 弾性表面波フィルタ用パッケージおよび弾性表面波フィルタ装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動体通信機器等に搭載される弾性表面波フィルタを収容するために使用される弾性表面波フィルタ用パッケージに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、携帯電話機をはじめとする移動体通信機器等の電子機器には多数の電子装置が組み込まれている。かかる携帯電話機等の通信機器は近年、小型化が急激に進んでおり、これらに搭載される各電子装置も小型化が要求され、同時に電子装置に使用される電子部品収納用パッケージも小型化・多機能化が要求されるようになってきた。
【0003】
例えば、携帯電話機に使用される弾性表面波(弾性表面波素子)フィルタは一般に、図4に断面図で示すように、内部にメタライズ配線層から成る配線導体層2を有し、上面側に弾性表面波フィルタ素子7が搭載収容される凹部1aを有する酸化アルミニウム質焼結体等の電気絶縁材料から成る略四角形の絶縁基体1と、この絶縁基体1の上面側に取着されて凹部1aを塞ぐ蓋体5とから成る弾性表面波フィルタ用パッケージを準備し、この弾性表面波フィルタ用パッケージの絶縁基体1に設けた凹部1aに少なくとも2つ以上の電極をもつ弾性表面波フィルタ素子7を収容するとともに弾性表面波フィルタ素子7の入出力電極を配線導体層2の所定の入出力用配線にボンディング用ボール6を介して接続し、しかる後、絶縁基体1に蓋体5をガラス・樹脂・ロウ材等の封止材4を介して枠状のメタライズ層3に接合させ、絶縁基体1と蓋体5とから成る容器内部に弾性表面波フィルタ素子7を気密に収容することによって製作されている。
【0004】
この弾性表面波フィルタは、携帯電話機において800MHzから数GHzを通過帯域の中心周波数とする弾性表面波装置として使われており、移動体通信の発展に伴い、弾性表面波装置の特性に対する要求が高まってきている。
【0005】
従来、弾性表面波フィルタは不平衡型フィルタがほとんどであったが、特性向上のため弾性表面波フィルタの前後で使用される増幅器・ミキサ等の高周波回路部品が平衡型になることに伴い、弾性表面波フィルタにも平衡型の入出力を持つものが出てきている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
そのように平衡型の弾性表面波フィルタ素子7を搭載する弾性表面波フィルタにおいては、例えば図5に絶縁基体1の上面図で示すように、弾性表面波フィルタ素子7の平衡信号用電極が6a・6bの位置に存在する場合は、配線導体層2のうち平衡信号用配線2aと2bとの長さが異なることにより、図6に示す挿入損失の周波数特性において破線の特性曲線で示すように、一般に携帯電話機で使用される1〜2GHzの領域において平衡信号線の電気長が異なると通過帯域外の特性を満たすことが困難であり、所望のフィルタ特性が得られないという問題点があった。
【0007】
なお、図5は図4に示す弾性表面波フィルタ用パッケージのメタライズ配線層2の様子を示す絶縁基体1についての凹部1a周囲の枠状の部分を透視した状態で示す上面図であり、1は絶縁基体、2aおよび2bは配線導体層2のうちの平衡信号用配線、8は側面導体としてのキャスタレーション導体である。また、破線部9は凹部1a境界線を、一点鎖線部10は弾性表面波フィルタ素子7の搭載部を示している。弾性表面波フィルタ素子7の一対の平衡信号用電極6aおよび6bは、それぞれ平衡信号用配線2a・2bおよび側面キャスタレーション導体8を介して、図4に示すように絶縁基体1の下面に形成された、外部電気回路接続用の平衡信号用電極パッド21に電気的に接続されている。
【0008】
また、図6において、横軸は周波数を、縦軸は挿入損失を表し、破線の特性曲線はパッケージに弾性表面波フィルタ素子を搭載したときの入出力端子間の挿入損失特性を、ハッチングを付した直線は弾性表面波フィルタ素子を搭載したときの規格値を示している。
【0009】
従来の弾性表面波フィルタおよびそれに用いる弾性表面波フィルタ用パッケージについては、上記のようなフィルタ特性の劣化に対して、弾性表面波フィルタ用パッケージに要求される特性として、平衡信号用配線2aと2bとの長さの差に起因する特性の劣化を改善することが望まれていた。
【0010】
本発明は以上のような従来の技術の問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的は、平衡信号用電極を有する弾性表面波フィルタ素子が搭載される弾性表面波フィルタ用パッケージであって、平衡信号線配線の長さの違いに起因するフィルタ特性を改善した弾性表面波フィルタ用パッケージを提供することにある。
【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用パッケージは、弾性表面波フィルタ素子が搭載される凹部を有する絶縁基体と、該絶縁基体の外表面に形成され、外部電気回路に電気的に接続される複数の平衡信号用電極パッドと、前記絶縁基体の前記凹部の底面に形成され、前記複数の平衡信号用電極パッドに接続されているとともに、前記弾性表面波フィルタ素子の平衡信号用電極に接続される第 1 の平衡信号用導体と第2の平衡信号用導体とを備え、前記第 1 の平衡信号用導体と前記第 2 の平衡信号用導体とが、前記凹部の前記底面の異なる辺に沿って形成されており、かつ、前記第 1 の平衡信号用導体が、前記弾性表面波フィルタ素子の電極が接続される部位と前記平衡信号用電極パッドとの間の前記第 1 の平衡信号用導体の電気的長さと、前記弾性表面波フィルタ素子の電極が接続される部位と前記平衡信号用電極パッドとの間の前記第 2 の平衡信号用導体の電気的長さとを等しくするような屈曲部を有していることを特徴とする。
【0012】
本発明の弾性表面波フィルタ用パッケージによれば、絶縁基体の上面の、少なくとも一対の平衡信号用電極を有する弾性表面波フィルタ素子が搭載される搭載部から、絶縁基体の下面の一対の平衡信号用電極パッドにかけて形成された、一対の平衡信号用電極がそれぞれ電気的に接続される一対の平衡信号用導体が電気的長さを等長として配線されていることから、この一対の平衡信号用導体により伝送される平衡信号の位相差をなくすことができるので、このパッケージを用いた弾性表面波フィルタにおけるフィルタ特性の劣化を改善することが可能となる。
【0013】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を添付図面に基づき詳細に説明する。図1は本発明の弾性表面波フィルタ用パッケージの実施の形態の例を示す断面図であり、図2は図1に示す本発明の弾性表面波フィルタ用パッケージの実施の形態の例における絶縁基体11についての凹部11a周囲の枠状の部分を透視した状態で示す上面図である。これらの図において、11は絶縁基体、12は搭載部から絶縁基体11の下面にかけて形成されたメタライズ配線層から成る入出力用配線導体、13は絶縁基体11の凹部11aの周囲の上面に形成された枠状のメタライズ層、14は封止材、15は蓋体、16はボンディング用ボール、17は一対の平衡信号用電極を有する弾性表面波フィルタ素子、18は側面導体としてのキャスタレーション導体、31は絶縁基体11の下面に形成され、外部電気回路に電気的に接続される平衡信号用電極パッドである。また、破線部19は凹部11aの境界線を、一点鎖線部20は弾性表面波フィルタ素子17の搭載部を示している。
【0014】
略四角形の絶縁基体11は、その上面中央部に弾性表面波フィルタ素子17が搭載収容される搭載部としての凹部11aを有し、この凹部11aの底面に弾性表面波フィルタ素子17がボンディング用ボール16を介して取着固定されるとともに入出力用配線導体12に電気的に接続されて搭載される。この場合、絶縁基体11の枠状のメタライズ層13に蓋体15を封止材14を介して取着接合させ、絶縁基体11と蓋体15とで形成される容器内部に弾性表面波フィルタ素子17を気密に封止することにより、弾性表面波フィルタ装置として所望の機能を長期間にわたり発揮させることが可能となる。
【0015】
なお、この例においては弾性表面波フィルタ素子17が搭載される絶縁基体11の上面中央部の搭載部は凹部11aを形成した凹形状であるが、この搭載部は平坦形状でも構わない。その場合は、金属製の凹形状の蓋体等により半田等の封止材を介して絶縁基体11の外周部に搭載部を取り囲むようにして封止すればよい。しかし、搭載部は平坦形状よりもこの例に示すように凹形状にした方が、周知のシームウエルド等の封止手法を容易に用いることができるので、ロウ材等の封止材14を用いて平板状の蓋体15により封止することにより、より気密に封止が可能である。
【0016】
絶縁基体11は酸化アルミニウム質焼結体・ムライト質焼結体・窒化アルミニウム質焼結体・炭化珪素質焼結体・ガラスセラミックス焼結体等の電気絶縁材料から成る。例えば酸化アルミニウム質焼結体から成る場合には、酸化アルミニウム・酸化珪素・酸化カルシウム・酸化マグネシウム等の原料粉末に適当なバインダ・溶剤を添加混合して泥漿状となすとともに、これを従来周知のドクターブレード法を採用してシート状となすことによってセラミックグリーンシートを得て、しかる後、これらセラミックグリーンシートを打ち抜き加工法により適当な形状に打ち抜くとともに必要に応じて複数枚を積層し、最後にこのセラミックグリーンシートの積層体を還元雰囲気中にて約1600℃の温度で焼成することによって製作される。
【0017】
メタライズ配線層から成る、一対の平衡信号用導体12a・12bを含む入出力用配線導体12およびこれに接続されたキャスタレーション導体18ならびに平衡信号用電極パッド21は、タングステン・モリブデン等の高融点金属粉末から成り、このタングステン等の高融点金属粉末に適当なバインダ・溶剤を添加混合して得た金属ペーストを絶縁基体11となるセラミックグリーンシートに予め従来周知のスクリーン印刷法により所定パターンに印刷塗布しておくことによって、絶縁基体11の凹部11aの底面に設けられた搭載部から絶縁基体11の側面を通り下面にかけて被着形成される。
【0018】
なお、入出力用配線導体12のメタライズ配線層には、その表面にニッケル層および金層が順次、メッキ法を採用することによって被着されており、これらニッケル層および金層によって入出力用配線導体12へのボンディング用ボール16の接合を強固なものとしている。
【0019】
枠状のメタライズ層13は、蓋体15をロウ材等の封止材14を介して絶縁基体11に取着接合するためのものであり、タングステン・モリブデン等の高融点金属粉末から成り、このタングステン等の高融点金属粉末に適当なバインダ・溶剤を添加混合して得た金属ペーストを絶縁基体11となるセラミックグリーンシートに予め従来周知のスクリーン印刷法により所定パターンに印刷塗布しておくことによって、絶縁基体11の凹部11a上面に被着形成される。
【0020】
なお、枠状のメタライズ層13は、その表面にニッケル層および金層が順次、メッキ法を採用することによって被着されており、蓋体15を取着接合するための封止材14との密着性をより強固なものとしている。
【0021】
図2において、12a・12bはメタライズ配線層から成る入出力用配線導体12のうちの、弾性表面波フィルタ素子17の一対の平衡信号用電極16a・16bが電気的に接続される一対の平衡信号用導体(第 1 の平衡信号用導体と第 2 の平衡信号用導体)、12cは不平衡信号用導体、12dは接地用導体であり、18は側面導体としてのキャスタレーション導体である。絶縁基体11の下面において外部電気回路の平衡信号用導体および不平衡信号用導体ならびに接地導体にそれぞれ電気的に接続される平衡信号用導体12a・12bおよび不平衡信号用導体12cならびに接地用導体12dは、弾性表面波フィルタ素子17の搭載部から絶縁基体11の内部を通って下面にかけて配設されている。
【0022】
この平衡信号用導体12a・12bは、平衡信号用電極16a・16bからキャスタレーション導体18までの配線長さを等しくし、電気的長さを等長として配線されている。
【0023】
このような本発明の弾性表面波フィルタ用パッケージに弾性表面波フィルタ素子を搭載したときのフィルタ挿入損失特性を、図3に図6と同様の線図で示す。図3において、横軸は周波数を、縦軸は挿入損失を表し、斜線を施した領域はフィルタ阻止帯域の規格値を、破線の特性曲線は図6に示した従来の弾性表面波フィルタ用パッケージにおけるフィルタ挿入損失特性を、実線の特性曲線は本発明の弾性表面波フィルタ用パッケージにおけるフィルタ挿入損失特性を示している。
【0024】
図3に示す結果から分かるように、本発明の弾性表面波フィルタ用パッケージによれば、一般に携帯電話機で使用される1〜2GHzの周波数領域において、フィルタの規格である通過帯域および阻止域の特性を十分に満たすことが可能であり、本発明の弾性表面波フィルタ用パッケージによれば、絶縁基体11の上面の、少なくとも一対の平衡信号用電極16a・16bを有する弾性表面波フィルタ素子17が搭載される搭載部から、絶縁基体11の下面の一対の平衡信号用電極パッド31にかけて形成された、一対の平衡信号用電極16a・16bがそれぞれ電気的に接続される一対の平衡信号用導体12a・12bが電気的長さを等長として配線されていることから、この一対の平衡信号用導体12a・12bにより伝送される平衡信号の位相差をなくすことができるので、このパッケージを用いた弾性表面波フィルタにおけるフィルタ特性の劣化を改善することが可能となる。
【0025】
なお、絶縁基体11の凹部11aの周囲の上面に形成された枠状のメタライズ層13に取着接合される蓋体15は、例えば鉄−ニッケル−コバルト合金や鉄−ニッケル合金等の金属材料、あるいは絶縁基体11と同様の酸化アルミニウム質焼結体等の無機絶縁材料で形成され、金属材料で形成される場合には鉄−ニッケル−コバルト合金等のインゴット(塊)に圧延加工法や打ち抜き加工法等の従来周知の金属加工法を施すことによって製作さる。また、無機絶縁材料で形成される場合には前述の絶縁基体11と同様の方法によって製作される。
【0026】
また、蓋体15を絶縁基体11の上面の枠状のメタライズ層13に取着接合する封止材14には、例えば金−錫合金や金−ゲルマニウム合金・錫−鉛合金等の材料が好適に使用される。これらを使用すると、樹脂材料の封止材に比べて気密性が高いため、絶縁基体11に蓋体15を封止材を介して取着接合させ、絶縁基体11と蓋体15とで形成される容器内部に弾性表面波フィルタ素子17を良好に気密に封止することができ、弾性表面波フィルタ装置として所望の機能を長期間にわたり発揮させることが可能となる。
【0027】
なお、本発明は上述の実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更は可能である。例えば、上述の実施の形態の例では携帯電話機に使用される弾性表面波フィルタを例に採って説明したが、用途はこれに限定されるものではなく、2つ以上の弾性表面波フィルタ素子をもつデュープレクサ等の他の電子装置にも適用可能である。この場合には、2つ以上の弾性表面波フィルタ素子のそれぞれの一対の平衡信号用電極が、絶縁基体に電気的長さを等長として配線された、それぞれの一対の平衡信号用電極に対応させて形成された平衡信号用導体に電気的に接続される。
【0028】
また、上述の実施の形態の例では、平衡信号用導体は、弾性表面波フィルタ素子の搭載部から絶縁基体の内部を通って配設されているが、弾性表面波フィルタ素子の搭載部が凹部でなく絶縁基体の上面の平坦部に設けられている場合は、絶縁基体の上面の搭載部から外周部にかけて配設されていても構わない。
【0029】
【発明の効果】
本発明の弾性表面波フィルタ用パッケージによれば、絶縁基体の上面の、少なくとも一対の平衡信号用電極を有する弾性表面波フィルタ素子が搭載される搭載部から、絶縁基体の下面の一対の平衡信号用電極パッドにかけて形成された、一対の平衡信号用電極がそれぞれ電気的に接続される一対の平衡信号用導体が電気的長さを等長として配線されていることから、この一対の平衡信号用導体により伝送される平衡信号の位相差をなくすことができるので、このパッケージを用いた弾性表面波フィルタにおけるフィルタ特性の劣化を改善することが可能となる。
【0030】
以上により、本発明によれば、平衡信号をもつ弾性表面波フィルタのフィルタ特性の劣化を改善した弾性表面波フィルタ用パッケージを提供することができた。
【0031】
そして、本発明の弾性表面波フィルタ用パッケージは、携帯電話機で使用される弾性表面波フィルタに使用することにより弾性表面波フィルタのフィルタ特性を改善することができるという実用上非常に有用な効果を持つ。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の弾性表面波フィルタ用パッケージの実施の形態の例を示す断面図である。
【図2】図1に示す本発明の弾性表面波フィルタ用パッケージの実施の形態の例における絶縁基体についての凹部周囲の枠状の部分を透視した状態で示す上面図である。
【図3】本発明の弾性表面波フィルタ用パッケージに弾性表面波フィルタ素子を搭載したときのフィルタ挿入損失特性を示す線図である。
【図4】従来の弾性表面波フィルタ用パッケージの実施の形態の例を示す断面図である。
【図5】図4に示す従来の弾性表面波フィルタ用パッケージの実施の形態の例における絶縁基体についての凹部周囲の枠状の部分を透視した状態で示す上面図である。
【図6】従来の弾性表面波フィルタ用パッケージに弾性表面波フィルタ素子を搭載したときのフィルタ挿入損失特性を示す線図である。
【符号の説明】
11:絶縁基体
11a:凹部(搭載部)
12:入出力用配線導体
12a,12b:一対の平衡信号用導体
17:弾性表面波フィルタ素子
16a,16b:一対の平衡信号用電極
31:平衡信号用電極パッド
Claims (4)
- 弾性表面波フィルタ素子が搭載される凹部を有する絶縁基体と、
該絶縁基体の外表面に形成され、外部電気回路に電気的に接続される複数の平衡信号用電極パッドと、
前記絶縁基体の前記凹部の底面に形成され、前記複数の平衡信号用電極パッドに接続されているとともに、前記弾性表面波フィルタ素子の平衡信号用電極に接続される第 1 の平衡信号用導体と第2の平衡信号用導体とを備え、
前記第 1 の平衡信号用導体と前記第 2 の平衡信号用導体とが、前記凹部の前記底面の異なる辺に沿って形成されており、かつ、前記第 1 の平衡信号用導体が、前記弾性表面波フィルタ素子の電極が接続される部位と前記平衡信号用電極パッドとの間の前記第 1 の平衡信号用導体の電気的長さと、前記弾性表面波フィルタ素子の電極が接続される部位と前記平衡信号用電極パッドとの間の前記第 2 の平衡信号用導体の電気的長さとを等しくするような屈曲部を有していることを特徴とする弾性表面波フィルタ用パッケージ。 - 前記第 1 の平衡信号用導体は、前記搭載部との距離が小さくなる領域に屈曲されていることを特徴とする請求項1に記載の弾性表面波フィルタ用パッケージ。
- 前記第 1 の平衡信号用導体の屈曲部は、前記搭載部に達しないように形成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の弾性表面波フィルタ用パッケージ。
- 請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の弾性表面波フィルタ用パッケージと、前記絶縁基体の搭載部に搭載された弾性表面波フィルタ素子とを具備することを特徴とする弾性表面波フィルタ装置。」
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