JP4291164B2 - 弾性表面波装置 - Google Patents

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Description

本発明は、スパイラルインダクタが形成されたチップを備える弾性表面波装置に関する。
弾性表面波装置は、携帯電話機等の小型無線機器の高周波回路部分、例えば、送受共用アンテナに接続される分波器(デュープレクサ)に使用されている。この場合、小型化のために、弾性表面波素子を用いたSAWフィルタ及び、送受信周波数帯域分離のための移相回路又は、位相整合用回路が共通のパッケージに搭載されて弾性表面波装置が構成されている。
かかる弾性表面波装置に対する更なる小型化、低背化の提案及び、分波器に使用されるための移相回路又は、位相整合用回路に対する特性改善についての種々の提案がなされている(例えば、特許文献1,2,3)。
特許文献1に記載の発明は、位相整合用回路を多層構造で形成して、その上に実装されるSAWフィルタ用のキャビティとする構造により、分波器の小型化を行うものである。また、特許文献2に記載の発明は、2つの送受信用フィルタと、位相整合回路等の周辺回路を構成する集中回路素子を共通にベース基板上に配置していた従来構造に対し、製造が容易で且つ更なる小型低背の要求に応えるものではなかったとして、集中回路素子をベース基板と反対側の上部基板に搭載するようにした構造を提案している。
さらに、特許文献3に記載の発明は、弾性表面波素子と整合用インダクタンスを同一のパッケージ内に格納する構造において、整合用インダクタンス基板表面とパッケージの蓋との間に生じる寄生容量による特性変化が発生し、損失劣化が生じることに対する解決を与えるものである。そのために、実装する蓋と、パッケージに格納する整合用インダクタンス基板表面との距離を0.5mm以上離すことで寄生容量を抑えることを特徴としている。
特開平10−126213号公報 特開2001−127588号公報 特開平8−32402号公報
本発明者は、スパイラルインダクタが形成されたチップを備える弾性表面波装置の更なる小型、低背化を検討する過程で、スパイラルインダクタが形成されたチップをキャビティ基板面にフリップチップ実装する構成において、スパイラルインダクタが対向するキャビティ基板面に配置される金属(導電体)パターンとの距離及び、金属(導電体)パターンとの重なり量が、スパイラルインダクタのインダクタンス値及び性能指数(Q値)に影響すること、従って好ましい特性を得るための前記キャビティ基板面に配置される金属(導電体)パターンとの特定の距離及び、金属(導電体)パターンとの特定の重なり量を見出した。
したがって、本発明の目的は、このような見出した事実を基に、低背化の際に特性劣化せず、挿入損失が改善されたハーメチック構造の弾性表面波装置を提供するものである。ここで、本発明の説明において、ハーメチック構造とは気密封止された構造を意味する。
上記の本発明の課題を達成する弾性表面波装置は、第1の態様として、スパイラルインダクタが形成されたチップを備える弾性表面波装置であって、前記スパイラルインダクタが形成されたチップが、他の弾性表面波デバイスとともにパッケージにフリップチップ実装され、前記パッケージにハーメチック封止された蓋部を有し、さらに、前記パッケージの前記スパイラルインダクタに対向する面に導電体パターンが形成され、前記スパイラルインダクタの領域と前記導電体パターンとの重なりが7%以下であることを特徴とする。
上記の本発明の課題を達成する弾性表面波装置は、第2の態様として、スパイラルインダクタが形成されたチップを備える弾性表面波装置であって、前記スパイラルインダクタが形成されたチップが、他の弾性表面波デバイスとともにパッケージにフリップチップ実装され、前記パッケージにハーメチック封止された蓋部を有し、さらに、前記パッケージの前記スパイラルインダクタに対向する面に導電体パターンが形成され、前記スパイラルインダクタと前記導電体パターンとの間隔が前記スパイラルインダクタの線幅の少なくとも4倍以上であることを特徴とする。
上記の本発明の課題を達成する弾性表面波装置は、第3の態様として、第1又は、第2の態様において、前記弾性表面波デバイスは、2つの弾性表面波素子を有し、一方は共用アンテナから受信される受信信号を通過する受信用弾性表面波フィルタと他方は前記共用アンテナに供給される送信信号を通過する送信用弾性表面波フィルタであって、さらに、前記スパイラルインダクタが形成されたチップは、前記スパイラルインダクタと並列にキャパシタが形成され、前記受信用弾性表面波フィルタの入力側に接続されて移相回路の機能を有することを特徴とする。
上記の本発明の課題を達成する弾性表面波装置は、第4の態様として、第3の態様において、前記スパイラルインダクタに対向する面に導電体パターンは、前記受信用弾性表面波フィルタと接続するための導電体及び、接地導体であることを特徴とする。
上記の本発明の課題を達成する弾性表面波装置は、第5の態様として、スパイラルインダクタが形成されたチップを備える弾性表面波装置であって、絶縁体板上に前記スパイラルインダクタが形成された第一のチップと、弾性表面波デバイスが形成された第二のチップを有し、前記第二のチップが、前記スパイラルインダクタと前記弾性表面波デバイスが対向する様に前記第一のチップ上にフリップチップ実装され、前記第一のチップと第二のチップの側端部がハーメチック構造により封止されており、前記スパイラルインダクタの領域と前記弾性表面波デバイスが対向する領域が重ならないように形成されていることを特徴とする。
さらに、上記の本発明の課題を達成する弾性表面波装置は、第6の態様として、前記弾性表面波デバイスは、2つの弾性表面波素子を有し、一方は共用アンテナから受信される受信信号を通過する受信用弾性表面波フィルタと他方は前記共用アンテナに供給される送信信号を通過する送信用弾性表面波フィルタであって、さらに、前記スパイラルインダクタが形成されたチップは、前記スパイラルインダクタと並列にキャパシタが形成され、前記受信用弾性表面波フィルタの入力側に接続されて移相回路の機能を有することを特徴とする。
本発明の特徴は、以下に図面に従い説明される発明の実施の形態例から更に明らかになる。
本発明により、スパイラルインダクタが対向するキャビティ基板面に配置される金属(導電体)パターンとの距離及び、金属(導電体)パターンとの重なり量が、スパイラルインダクタのインダクタンス値及び性能指数(Q値)に影響することを避けることが可能である。これにより、弾性表面波装置のより小型化、低背化が可能である。
以下に、図面に従い本発明の実施の形態例を説明する。なお、以下に説明される実施の形態例は、本発明の理解のためのものであって、本発明の技術的範囲は、これに限定されるものではない。
ここで、実施の形態例の説明に先立って、本発明の基礎原理となる本発明者の見出した事実について先に説明する。
図1は、本発明の基礎原理を説明するためのインダクタのみを搭載したチップを示す図である。図1(a)は、スパイラルインダクタ2のみを搭載したチップの平面図であり、図1(b)は、A−A線における側面断面図である。
図1において、チップ8は、ガラス基板もしくはシリコン酸化被膜による絶縁膜に覆われたシリコン基板からなる絶縁体板1上に、内径0.225mm、線幅0.01mm、線間ギャップ0.01mm、ターン数4.5の銅配線によりスパイラルインダクタ2を形成し、スパイラルの外側および中心側にそれぞれ信号取り出し部3を有している。
スパイラルインダクタ2の周囲は、比誘電率2.8の絶縁体4で埋め、更にスパイラルインダクタ2の上部に0.001mmの被覆5を形成している。さらに、信号取り出し部3から結線された電極パッド6にバンプ7を形成し、チップ8としたものである。バンプ7の材質はAu若しくは、はんだのいずれかの材質が可能であり、本発明の目的に適う同様の特性が得られる。
図2は、図1に示したスパイラルインダクタ2のみを搭載したチップ8をパッケージにフリップチップ実装した構成を説明する図である。
図2(a)は平面図、図2(b)は側面断面図及び、図2(c)は図2(b)に示す一部分18の拡大図である。これらに示されるように、チップ8をセラミックパッケージ9のダイアタッチ面10にフリップチップ工法により実装し、パッケージ蓋91をシール材92によりセラミックパッケージ9に被せ、気密封止している。セラミックパッケージ9の材質は、アルミナもしくはLTCC(低温焼成多層基板)のいずれでもよい。
パッケージ9のダイアタッチ面10には金属(導電体)パターン部分9aと、それ以外の非導電体部分9bが形成されている。さらに、スパイラルインダクタ2とダイアタッチ面10の間隔11は0.02mmであった。
また、図3は、スパイラルインダクタ2の対向面を説明する図である。図3(a)に示すように、スパイラルインダクタ2の対向面12は、金属パターンのない非導電体部分9bにおける領域である。スパイラルインダクタ2が形成された領域以外のチップ8の一部は金属パターン9aと重なる部分13を有している。
図3(b)は、図1(a)のチップの表裏を反転させた状態の、チップ8の透視図である。図3(a)と図3(b)とを重ね合わせた状態が図3(c)に示される。
上記のようにパッケージ化されたインダクタンス素子を作成して、インダクタンスの特性を測定したところ、インダクタンス値は、7.6nH,性能指数(Q値)は約25であった。
次いで、比較例として、図3(a)に示すスパイラルインダクタ2の対向面が全て金属パターン9aとなるように形成して、スパイラルインダクタ2と対向面の金属パターン9aとの距離が変化したときのQ値への影響を検討した。
図4は、電磁界シミュレーションにより、周波数880MHzでスパイラルインダクタ2の対向面に一定面積の金属パターン9aがある状態で、スパイラルインダクタ2と対向面の金属パターン9aとの距離が変化したときのQ値への影響を示すグラフである。
図4の電磁界シミュレーション結果から、図3(a)の構成と対比すると、スパイラルインダクタ2の対向面の金属パターン9aとの距離を40μm以上(従って、スパイラルインダクタ線幅の4倍以上)離すことにより同じQ値(=25)を得ることが理解できる。
次に、図5は、図1のチップ構成に対し、更に信号取り出し部3とスパイラルインダクタ2との間に並列にキャパシタを挿入したチップ8を示す図である。図5(a)は平面図、図5(b)はA−A線に沿う側面断面図である。すなわち、信号取り出し部3とスパイラルインダクタ2との間にそれぞれ容量が3.4pFとなるように平行平板キャパシタ14が形成されている。このキャパシタ14は、約0.08mm2の大きさである。かかる構成により等価回路としてフィルタが構成される。他の構成は、図1乃至図3と同様である。
かかる構成のフィルタにおいて、挿入損失を測定したところ最小値で約−2.5dBであった。次いで、比較例として、図5のチップ8をパッケージ9に気密封止する際に、スパイラルインダクタ2の面積の40%で重なりが生じる様に、スパイラルインダクタ2の対向面に金属パターン9aを形成した。他の構成は図1乃至図3と同様である。
そして、同様に、電磁界シミュレーションにより、周波数880MHzでスパイラルインダクタ2と対向面の金属パターン9aとの距離が変化したときのフィルタの挿入損失への影響を測定した。
図6は、スパイラルインダクタ2と対向面の金属パターン9aとの距離とのフィルタの挿入損失の関係を示す、シミュレーション結果のグラフである。図6より、前記スパイラルインダクタ2と約40%の領域で重なる、対向面の金属パターン9aとの距離は、同じ挿入損失(−2.5dB)とするためには、先の例と同様に40μm以上(スパイラルインダクタ2の線幅の4倍以上)に離す必要があることが理解できる。
上記の検討から、スパイダルインダクタンスのQ値及び、フィルタの挿入損失のいずれに関しても、スパイラルインダクタ2をパッケージにフリップ実装する場合、対向面に金属パターンと重なりがある場合、スパイラルインダクタの線幅の4倍以上の間隔を持つことにより、影響を回避できることが理解できる。
ここで、上記に検討したスパイラルインダクタ2を絶縁体板上に形成されたチップを、本発明に従いフリップチップ実装するパッケージの適用例として、分波器(デュープレクサ)が想定される。
図7は、デュープレクサの構成例である。図7に示す構成は、共用アンテナ24から受信される受信信号を通過する受信用弾性表面波(SAW)フィルタ21と前記共用アンテナ24に供給される送信信号を通過する送信用弾性表面波(SAW)フィルタ22を有している。
図7(a)は、受信用弾性表面波フィルタ21における通過帯域が、送信用弾性表面波フィルタ22の阻止帯域になるように、移相(位相シフト)回路23を受信用弾性表面波フィルタ21の入力側に備えている。
一方、図7(b)は、それぞれ、インピーダンス整合回路41により、共用アンテナ24と送受信用弾性表面波フィルタ21,22の特性インピーダンスを整合する様にして、最大電力を伝達可能としている。
さらに、図8に示す例は、一般的な受信バランスフィルタの構成例を示す図である。図示しないアンテナにより受信される受信信号を受信用SAWフィルタ25から、バランス型のインピーダンス整合回路26を通して低雑音増幅器27に入力する。
上記図7、図8において、移相回路23及び、インピーダンス整合回路41、26は、インダクタンスを回路に含む構成を有している。したがって、これらの回路と、SAWフィルタを含む構成34を一つの気密パッケージに収容する場合に、上記に説明した発明の原理に従う本発明の適用が可能である。
図9は、本発明を図7(a)に示す移相回路23に適用した実施例を示す図である。図9(a)は、図5に示す移相回路に対応するチップの平面構成図である。
図9(b)は、デュープレクサにおける図7(a)に示す移相回路23と送受信用SAWフィルタ21,22を一つのパッケージ構成34にしたものである。
パッケージ9に、送信用SAWフィルタ22と受信用SAWフィルタ21を、各々領域15,16に配置している。さらに、本発明に従い、移相回路23を構成するチップ8をパッケージ9に実装している。送信用SAWフィルタ22、受信用SAWフィルタ21及び、移相回路23を構成するチップ8の各々は、フリップチップ工法によりセラミックパッケージ9の底面に実装される。
図10は、簡単化のために移相回路23を構成するチップ8のみについてパッケージ9へのフリップチップによる実装を説明する図である。
移相回路23を構成するチップ8は、図9(a)の平面図及び図10(c)の側断面図を示すように、ガラス基板1上に内径0.225mm、線幅0.01mm、線間ギャップ0.01mm、ターン数4.5の銅配線によりスパイラルインダクタ2を形成し、スパイラルインダクタ2の外側および中心側よりそれぞれ信号取り出し部3を設けている。さらに、信号取り出し部3とスパイラルインダクタ2との間に並列にそれぞれ容量が3.4pFとなるように平行平板キャパシタ14を構成する。キャパシタ14は、約0.08mm2の大きさである。スパイラルインダクタ2の周囲は、比誘電率2.8の絶縁体4で埋め、さらにスパイラルインダクタ2の上部に0.001mmの被覆5を設けている。次に、信号取り出し部3から結線されたパッド6にバンプ7を形成し、1つのチップ8としている。
移相回路23を構成するチップ8は、更にセラミックパッケージ9のダイアタッチ面10にフリップチップ工法によりバンプ7を通して実装されている。この時、スパイラルインダクタ2とのダイアタッチ面10との間隔11は、0.02mmであった。
ここで、移相回路23を構成するチップ8が対向するダイアタッチ面10には、アンテナ24及び、受信用SAWフィルタ21と接続するための金属(導電体)パターンが存在する。図11は、この状態を説明する図である。
図11において、移相回路23を構成するチップ8が対向するダイアタッチ面10の領域に、アンテナ24及び受信用SAWフィルタ21と接続する金属(導電体)パターン9a1と、接地用の金属(導電)パターン9a2が存在する。
したがって、スパイラルインダクタ2の対向する領域と、金属(導電体)パターン9a1及び、又は接地用の金属(導電)パターン9a2の領域とが重なる場合がある。
図12は、スパイラルインダクタ2の対向する領域と、接地用の金属(導電体)パターン9a2の領域とが重なる場合を説明する図である。図12において、イは接地用の金属(導電体)パターン9a2を面積で表した図であり、ロはスパイラルインダクタ2の面積を表した図である。したがって、ハは接地用の金属(導電体)パターン9a2の面積イとスパイラルインダクタ2の面積ロの重なりを示す図である。この両者の面積の重なり量を求めることができる。
ここで、図9に示したように、スパイラルインダクタ2を、受信用SAWフィルタ21及び送信用SAWフィルタ22とともにセラミックパッケージ9にフリップチップ実装し、その後パッケージ9を封止して、1つの部品とした。
この部品の受信用SAWフィルタ21、送信用SAWフィルタ22の挿入損失を測定し、スパイダルインダクタ2の対向面にある金属面(接地用パターン)の面積変化とそのときの挿入損失の関係を求めた。図13は、この関係を示すグラフである。横軸はスパイラルインダクタ2の全面積に対する対向する接地用パターン9a2の重なり面積の比率(ハ/ロ)をパーセンテージで表したものである。縦軸はスパイラルインダクタ2と接地用パターン9a2が重ならない場合を0とした時の挿入損失(−2.5dB)との差である。
この測定結果からダイアタッチ面10上の接地用パターン9a2とスパイラルインダクタ2の平面的な重なりが、全く重ならない場合に対し、挿入損失の差を0.1dB以下とするには、7%以下とすることが必要である。
図14は、スパイラルインダクタ2との重なりを接地用パターン9a2ではなく、信号用パターン9a1と重なる様にした場合を説明する図である。図14において、ニは信号用パターン9a1の面積を表し、ホはスパイラルインダクタ2と信号用パターン9a1の面積との重なりを表している。
図15は、受信用SAWフィルタ21、送信用SAWフィルタ22の挿入損失を測定し、スパイダルインダクタ2の対向面にある金属面(信号用パターン9a1)の面積変化とそのときの挿入損失の関係を示す図である。ここで、図13と同様に、横軸はスパイラルインダクタ2の全面積に対する対向する信号用パターン9a1の重なる面積の比率(ホ/ロ)をパーセンテージで表したものであり、縦軸はスパイラルインダクタ2と信号用パターン9a1が重ならない場合を0とした時の挿入損失(−2.5dB)との差である。
この測定結果から、信号用パターン9a1との重なりに対して、ダイアタッチ面10上の信号用パターン9a2とスパイラルインダクタ2の平面的な重なりが、好ましい挿入損失の差では0.1dB以下となるようにするには、接地用パターンとの重なりの場合と同様に、7%以下とすることが必要であることが理解できる。
上記実施例においては、スパイラルインダクタ2を送受信用SAWフィルタ21,22とともに同様にフリップチップにより、パッケージに実装し、その後に蓋91をハーメチック封止する構成であった。これに対し、図16は、本発明に従う更なる実施例であり、特に製造を簡易にし、更なる小型化を可能とする構造を提示するものであり、送受信用SAWフィルタのみをフリップチップ実装する構成例であり、図16(a)は、二層構造を理解容易とするために上下層に切り離して示す斜視図である。図16(b)は、図16(a)の下の層のB−B線に沿う側面側断面図である。
図16において、絶縁体基板1上の中央部に、内径0.225mm、線幅0.01mm、線間ギャップ0.01mm、ターン数4.5の銅配線によりスパイラルインダクタ2を形成し、スパイラルインダクタ2の外側及び中心側よりそれぞれ信号取り出し部3を設けて下の層となるチップ8を構成している。
信号取り出し部3とスパイラルインダクタ2との間に並列にそれぞれ容量が3.4pFとなるように平行平板キャパシタ14を形成している。キャパシタ14は、約0.08mm2の大きさである。スパイラルインダクタ2の周囲は、比誘電率2.8の絶縁体4で埋め、さらにスパイラルインダクタ2の上部に0.001mmの被覆5を設けている。さらに、スパイラルインダクタ2の周囲にパッド28を構成し、貫通配線のためにスルーホール29を形成している。これにより、下の層となるスパイラルインダクタ2の形成されたチップ8が構成される。
一方、送受信用SAWフィルタ(送信フィルタ30および受信フィルタ31)パターンを形成した、1つのチップ18に複数のバンプ7を形成し、インダクタ及びキャパシタを構成した下層のチップの上にチップ18と対面する様にフリップチップの工法により実装している。
実装後、チップ間周辺端を金属33によりハーメチック構造とする。このとき、スパイラルインダクタ2のパターン面とその対向面の間隔40は約20μmであり、スパイラルインダクタ2の対向面32は、金属パターンのない状態である。この場合はスパイラルインダクタ2の対向面32は、金属パターンのない領域であるので、前記間隔40の大きさをスパイラルインダクタ2の線幅(0.01mm)の4倍の以上の大きさを有していなくても良い。
ここで、上記の実施例説明において、スパイラルインダクタ2の形状を専ら円形のスパイラルとして示した。しかし、本発明の適用はかかる場合に限定されない。図17は、円形のスパイラル(図17(a))に代わる他のスパイラルの形状を示す図である。
図17(b)は四角形のスパイラル、図17(c)はループ面積が等しいスパイラル、図17(d)は絡み合ったスパイラル、図17(e)はツインスパイラルを示している。
本発明の実施例説明において、図17(a)の円形のレイアウトのスパイラルインダクタ2を使用したが、本発明による効果は図17に示すような、いずれのレイアウトのスパイラルインダクタでも得られるものである。
また、本発明の前記スパイラルインダクタが形成されたチップのインダクタ部分に直列もしくは並列にレジスタ(抵抗器)部分を形成し、弾性表面波デバイスのESD(静電気放電)による破壊を軽減する対策とすることもできる。
上記に図面に従い説明したように、本発明の適用により、特性が劣化せず、低背化と挿入損失が改善されたハーメチック構造の弾性表面波装置の提供が可能であり、弾性表面波装置を実装した機器の小型化に寄与するところ大である。
本発明の基礎原理を説明するためのインダクタのみを搭載したチップを示す図である。 図1に示したスパイラルインダクタ2のみを搭載したチップ8をパッケージにフリップチップ実装した構成を説明する図である。 スパイラルインダクタ2の対向面を説明する図である。 スパイラルインダクタ2と対向面の金属パターン9aとの距離の変化によるQ値への影響を示すグラフである。 図1のチップ構成に対し、信号取り出し部3とスパイラルインダクタ2との間に並列にキャパシタを挿入したチップ8を示す図である。 スパイラルインダクタ2と対向面の金属パターン9aとの距離とのフィルタの挿入損失の関係を示すシミュレーション結果のグラフである。 デュープレクサの構成例である。 一般的な受信バランスフィルタの構成例を示す図である。 本発明を図7(a)に示す移相回路23に適用した実施例を示す図である。 簡単化のために移相回路23を構成するチップ8のみについてパッケージ9へのフリップチップによる実装を説明する図である。 チップ8が対向するダイアタッチ面10に存在する金属パターンを説明する図である。 スパイラルインダクタ2の対向する領域と、接地用の金属(導電)パターン9a2の領域とが重なる場合を説明する図である。 スパイダルインダクタ2の対向面にある金属面(接地用パターン)の面積変化とそのときの挿入損失の関係を示す図である。 スパイラルインダクタ2の対向する領域と、信号用金属パターン9a1領域とが重なる場合を説明する図である。 スパイダルインダクタ2の対向面にある信号用パターン9a1の面積変化と受信用SAWフィルタ21、送信用SAWフィルタ22の挿入損失の関係を示す図である。 本発明に従う製造を簡易にする構造を提示するものであり、送受信用SAWフィルタのみをフリップチップ実装する構成例を示す図である。 円形のスパイラルに代わる他のスパイラルの形状を示す図である。
符号の説明
1 絶縁体板
2 スパイラルインダクタ
3 信号取り出し部
4 絶縁体
5 被覆
6 電極パッド
7 バンプ
8 チップ
9 セラミックパッケージ
91 パッケージ蓋
92 シール材
9a 金属パターン
10 ダイアタッチ面
11 スパイラルインダクタとダイアタッチ面との間隔

Claims (3)

  1. スパイラルインダクタが形成されたチップを備える弾性表面波装置であって、
    前記スパイラルインダクタが形成されたチップが、他の弾性表面波デバイスとともにパッケージにフリップチップ実装され、
    前記パッケージにハーメチック封止された蓋部を有し、
    さらに、前記パッケージの前記スパイラルインダクタに対向する面に導電体パターンが形成され、
    前記スパイラルインダクタと前記導電体パターンとが間隔を有し、更に
    前記弾性表面波デバイスは、2つの弾性表面波素子を有し、一方は共用アンテナから受信される受信信号を通過する受信用弾性表面波フィルタと他方は前記共用アンテナに供給される送信信号を通過する送信用弾性表面波フィルタであって、
    さらに、前記スパイラルインダクタが形成されたチップは、前記スパイラルインダクタと並列にキャパシタが形成され、前記受信用弾性表面波フィルタの入力側に接続されて移相回路またはインピーダンス整合回路の機能を有し、
    前記スパイラルインダクタに対向する面の導電体パターンは、前記受信用弾性表面波フィルタと接続するための導電体及び、接地導体である、
    ことを特徴とする弾性表面波装置。
  2. スパイラルインダクタが形成されたチップを備える弾性表面波装置であって、
    絶縁体板上に前記スパイラルインダクタが形成された第一のチップと、
    弾性表面波デバイスが形成された第二のチップを有し、
    前記第二のチップが、前記スパイラルインダクタと前記弾性表面波デバイスが対向する様に前記第一のチップ上にフリップチップ実装され、
    前記第一のチップと第二のチップの側端部がハーメチック構造により封止されており、
    前記スパイラルインダクタの領域と前記弾性表面波デバイスが対向する領域が重ならないように形成されていることを特徴とする弾性表面波装置。
  3. 請求項において、
    前記弾性表面波デバイスは、2つの弾性表面波素子を有し、一方は共用アンテナから受信される受信信号を通過する受信用弾性表面波フィルタと他方は前記共用アンテナに供給される送信信号を通過する送信用弾性表面波フィルタであって、
    さらに、前記スパイラルインダクタが形成されたチップは、前記スパイラルインダクタと並列にキャパシタが形成され、前記受信用弾性表面波フィルタの入力側に接続されて移相回路またはインピーダンス整合回路の機能を有することを特徴とする弾性表面波装置。
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Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7248035B2 (en) * 2002-12-12 2007-07-24 Analog Devices, Inc. Automatic test equipment pin channel with T-coil compensation
JP2006135447A (ja) * 2004-11-02 2006-05-25 Fujitsu Media Device Kk 分波器
JP2007060411A (ja) * 2005-08-25 2007-03-08 Fujitsu Media Device Kk 分波器
CN1921301B (zh) * 2005-08-26 2010-09-29 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 表面声波元件
DE102007020288B4 (de) * 2007-04-30 2013-12-12 Epcos Ag Elektrisches Bauelement
DE102009004720B4 (de) * 2009-01-15 2017-07-27 Qualcomm Technologies, Inc. (N.D.Ges.D. Staates Delaware) Multiband-Impedanzanpass-Schaltung zur Anpassung von Planarantennen
US7919909B2 (en) * 2009-04-24 2011-04-05 Delaware Capital Formation, Inc. Integrated coupling structures
US8638114B2 (en) * 2009-12-08 2014-01-28 Qualcomm Incorporated Transformer within wafer test probe
US20120188133A1 (en) * 2011-01-20 2012-07-26 Delaware Capital Formation, Inc. Spiralpole small antenna system
JP2014135448A (ja) * 2013-01-11 2014-07-24 Taiyo Yuden Co Ltd 電子部品
WO2017104070A1 (ja) * 2015-12-18 2017-06-22 三菱電機株式会社 モノリシックマイクロ波集積回路および高周波増幅器
WO2017154387A1 (ja) * 2016-03-08 2017-09-14 株式会社村田製作所 弾性波装置
KR20180017939A (ko) * 2016-08-11 2018-02-21 삼성전기주식회사 탄성파 필터 장치
DE102017130926A1 (de) * 2017-12-21 2019-06-27 RF360 Europe GmbH Waferanordnung, Verfahren zur Fertigung von derselben und Hybridfilter
CN108692824A (zh) * 2018-03-21 2018-10-23 中电科技德清华莹电子有限公司 一种无源无线声表面波温度传感器
JP7183699B2 (ja) * 2018-10-29 2022-12-06 セイコーエプソン株式会社 発振器、電子機器及び移動体
US20210336402A1 (en) * 2020-04-23 2021-10-28 Analog Devices International Unlimited Company Laser system

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69424737T2 (de) * 1993-10-08 2000-09-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd Akustisches Oberflächenwellenfilter
US5499002A (en) 1994-04-28 1996-03-12 Kinsman; Robert G. Resonator filter utilizing cascaded impedance inverters
JPH0832402A (ja) 1994-07-12 1996-02-02 Hitachi Ltd 弾性表面波装置、移動無線機用分波器および移動無線装置
GB2292016B (en) * 1994-07-29 1998-07-22 Plessey Semiconductors Ltd Inductor device
US5825092A (en) * 1996-05-20 1998-10-20 Harris Corporation Integrated circuit with an air bridge having a lid
JP3222072B2 (ja) 1996-10-15 2001-10-22 富士通株式会社 分波器パッケージ
US6159817A (en) * 1998-05-07 2000-12-12 Electro-Films Incorporated Multi-tap thin film inductor
US6310386B1 (en) * 1998-12-17 2001-10-30 Philips Electronics North America Corp. High performance chip/package inductor integration
JP2001127588A (ja) 1999-10-28 2001-05-11 Tdk Corp 弾性表面波分波器
CN1197259C (zh) * 1999-12-24 2005-04-13 松下电器产业株式会社 天线共用器
US6180445B1 (en) * 2000-04-24 2001-01-30 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Method to fabricate high Q inductor by redistribution layer when flip-chip package is employed
JP3551899B2 (ja) * 2000-06-26 2004-08-11 株式会社村田製作所 共振器、フィルタ、デュプレクサおよび通信装置
US6489656B1 (en) * 2001-10-03 2002-12-03 Megic Corporation Resistor for high performance system-on-chip using post passivation process
JP3818896B2 (ja) * 2001-11-26 2006-09-06 富士通メディアデバイス株式会社 分波器及びこれを用いた電子装置
JP3747853B2 (ja) * 2002-01-08 2006-02-22 株式会社村田製作所 弾性表面波装置を備えた分波器
JP3745316B2 (ja) 2002-06-24 2006-02-15 Necエレクトロニクス株式会社 半導体集積回路及びその製造方法
KR100550917B1 (ko) * 2003-10-08 2006-02-13 삼성전기주식회사 Pcb 기판을 이용한 saw 듀플렉서
JP2005167969A (ja) * 2003-11-14 2005-06-23 Fujitsu Media Device Kk 弾性波素子および弾性波素子の製造方法
KR100760780B1 (ko) * 2004-09-28 2007-09-21 후지쓰 메디아 데바이스 가부시키가이샤 분파기
JP2014009516A (ja) * 2012-06-29 2014-01-20 Yuhshin Co Ltd ドアロック装置

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