JP4894927B2 - 弾性境界波装置 - Google Patents

Description

本発明は、圧電基板と誘電体との界面に電極構造が形成されている弾性境界波装置に関し、より詳細には、ラダー型回路構成のフィルタが構成されている弾性境界波装置に関する。

携帯電話機の帯域フィルタなどにおいては、通過帯域外の減衰量が大きいことが強く求められる。従来、この種の帯域フィルタとして、弾性表面波フィルタ装置が広く用いられている。

図１０は、下記の特許文献１に記載の弾性表面波フィルタ装置を示す回路図である。弾性表面波フィルタ装置１００１は、入力端子１００２と出力端子１００３とを結ぶ直列腕を有する。直列腕においては、互いに直列に直列腕共振子１００４〜１００６が接続されている。直列腕には、複数の並列腕が接続されている。各並列腕は、並列腕共振子１００７を有する。

入力端子１００２と直列腕共振子１００４との間と、直列腕共振子１００６と出力端子１００３との間には、それぞれインダクタンスＬが接続されている。また、各並列腕共振子１００７の端部にも、それぞれ、インダクタンスＬが接続されている。これらのインダクタンスＬは、弾性表面波共振子チップと、該チップが実装されるパッケージとの間の配線や、接続部分またはボンディングワイヤーなどによるインダクタンス成分を表わす。

図１０のインダクタンスＬｐは、パッケージ上の接続パッドから弾性表面波フィルタ装置１００１が実装される装置のグラウンド電極すなわち図１０のグラウンド電極１００８，１００９に至るまでのインダクタンス成分を表わす。

弾性表面波フィルタ装置１００１では、入力端子１００２に最も近い並列腕の端部と、出力端子１００３に最も近い並列腕の端部との間に、容量手段１０１０が接続されている。

上記インダクタンス成分Ｌｐを極めて小さくし、インダクタンス成分Ｌの値を適切な値に選択することにより、通過帯域幅を確保しつつ、通過帯域よりも低域側における減衰量の拡大を図ることができる。しかしながら、実際の弾性表面波フィルタ装置では、配線の引回しの制約などにより、インダクタンス成分Ｌｐの値を小さくすることは非常に困難であった。そこで、特許文献１に記載の弾性表面波フィルタ装置では、上記容量手段１０１０を設けることにより、インダクタンス成分Ｌｐを小さくすることなく、通過帯域外減衰量の拡大を図ることが可能とされている。

他方、弾性表面波フィルタ装置に代わり、より一層の小型化を図ることができるので、近年、弾性境界波フィルタ装置が注目されている。

特開２００３−１０１３８４号公報

特許文献１に記載の弾性表面波フィルタ装置では、容量手段１０１０を設けることにより、通過帯域外における減衰量の拡大を図ることができる。しかしながら、このような構成は、ラダー型フィルタの並列腕共振子のグラウンド側端子にボンディングワイヤーのような大きなインダクタンスを有する構造が接続されている場合に有効なものである。

これに対して、弾性境界波装置では、弾性境界波を励振させる電極構造は、圧電体と誘電体との界面に配置されており、弾性境界波装置チップ内に埋設されているので、パッケージが不要である。従って、接続配線は、大きなインダクタンス成分を有しない。よって、特許文献１に記載のインダクタンス成分Ｌや容量手段１０１０を利用することにより帯域外減衰量を拡大する手法は、弾性境界波装置では有効ではない。

外部素子を接続することにより、インダクタンスや静電容量を設ける方法もあるが、それでは弾性境界波装置の利点である小型化を大きく損なうこととなる。

本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解消し、ラダー型回路構成を有する弾性境界波装置において、通過帯域外減衰量の拡大を図ることが可能であり、従って小型化に有利な弾性境界波装置を提供することにある。

本発明によれば、圧電基板と、前記圧電基板上に形成された第１の誘電体と、前記圧電基板と前記第１の誘電体との界面に設けられた電極構造とを備え、該電極構造が、入力端と出力端とを結ぶ直列腕において互いに直列に接続された複数の直列腕共振子と、前記直列腕とグラウンド電位との間に接続された複数の並列腕のそれぞれにおいて、直列腕とグラウンド電位との間に接続された並列腕共振子と、前記複数の並列腕の各グラウンド電位に接続される側の端部にそれぞれ接続された複数のグラウンド配線と、複数のグラウンド配線にそれぞれ接続された複数のグラウンドパッドとを有し、ラダー型フィルタを形成しており、前記複数のグラウンドパッドの内少なくとも２つのグラウンドパッドの間に介在するように配置された前記直列腕を構成する信号配線と、前記少なくとも２つのグラウンドパッドを電気的に接続するグラウンド接続導体とを備え、前記信号配線と前記グラウンド接続導体とは、前記第１の誘電体を介して立体交差しており、かつ、全ての前記グラウンドパッドが電気的に接続されていることを特徴とする、弾性境界波装置が提供される。

本発明に係る弾性境界波装置のある特定の局面では、前記信号配線は前記圧電基板上に形成され、前記グラウンド接続導体は前記第１の誘電体上に形成され、前記第１の誘電体を貫通するビアホール導体を介して、前記少なくとも２つのグラウンドパッドに電気的に接続されており、前記信号配線と前記グラウンド接続導体とは、前記第１の誘電体を介して立体交差している。この場合には、立体交差の利用により、配線密度を高め、弾性境界波装置のさらなる小型化を図ることができる。

本発明に係る弾性境界波装置の他の特定の局面では、前記グラウンド接続導体が、全ての前記グラウンドパッドに電気的に接続されている。この場合には、グラウンド接続導体により全てのグラウンドパッドが電気的に接続されて、確実にグラウンドの強化が図られる。また、グラウンド接続導体により全てのグラウンドパッドを電気的に接続した構成では、圧電基板上に別途グラウンドパッド同士を電気的に接続するグラウンド配線を必ずしも必要としないので、圧電基板上の電極構造の簡略化を図ることもできる。

本発明に係る弾性境界波装置のさらに他の特定の局面では、前記グラウンド接続導体と、前記グラウンド配線とが前記第1の誘電体を介して対向している部分において、静電容量が形成されている。この場合には、グラウンド接続導体がグラウンド電位に容量により結合されるので、より一層グラウンドを強化することができる。

本発明に係る弾性境界波装置のさらに別の特定の局面では、前記信号配線の一部は前記第１の誘電体上に形成され、前記第１の誘電体を貫通するビアホール導体を介して、前記信号配線の他の部分に電気的に接続され、前記グラウンド接続導体は前記圧電基板上に形成されており、前記信号配線の一部と前記グラウンド接続導体とは、前記第１の誘電体を介して立体交差している。

本発明に係る弾性境界波装置のさらに他の特定の局面では、前記ラダー形フィルタが、入力端側に配置された第１のフィルタ回路部と、出力端側に配置された第２のフィルタ回路部とを有し、第１，第２のフィルタ回路部が、それぞれ、直列腕に接続された少なくとも１つの直列腕共振子と、少なくとも１つの並列腕に配置された少なくとも１つの並列腕共振子とを有し、前記第１のフィルタ回路部と前記第２のフィルタ回路部のグラウンド電位に接続される側の端部同士が、前記グラウンド接続導体により電気的に接続されている。この場合には、弾性境界波装置のグラウンドをより確実に強化することができる。

本発明に係る弾性境界波装置のさらに別の特定の局面では、前記グラウンドパッドを露出させるように前記第1の誘電体に貫通孔が形成されており、該貫通孔の内周面に前記ビアホール導体が形成されており、かつ該貫通孔内に充填されたアンダー・バンプ・メタル層と、該アンダー・バンプ・メタル層上に設けられた金属バンプとがさらに備えられている。この場合には、金属バンプを利用して、フリップチップボンディング工法などにより、弾性境界波装置を回路基板などに容易に表面実装することができる。

本発明に係る弾性境界波装置のさらに他の特定の局面では、前記第1の誘電体上に形成された前記グラウンド接続導体または前記信号配線の一部を覆うように設けられた吸音樹脂層がさらに備えられている。吸音樹脂により、誘電体表面に漏洩してきた波をより確実に吸収することができ、それによって、減衰特性の改善を図ることができる。

本発明に係る弾性境界波装置のさらに別の特定の局面では、前記第1の誘電体上に形成された前記グラウンド接続導体または前記信号配線の一部を覆うように設けられた第２の誘電体がさらに備えられている。

本発明に係る弾性境界波装置のさらに他の特定の局面では、前記第１の誘電体と、前記第1の誘電体上に形成された前記グラウンド接続導体または前記信号配線の一部との間に設けられた第２の誘電体がさらに備えられている。

本発明に係る弾性境界波装置では、誘電体上または圧電基板上に設けられたグラウンド接続導体により全てのグラウンドパッドが電気的に接続されているので、各グラウンドパッド毎にグラウンド電位に接続した構成に比べて、グラウンドを強化することができる。すなわち、グラウンド電位に流れる電流の経路が増加されてグラウンドが強化されることとなる。従って、通過帯域外減衰量の拡大を図ることが可能となる。

本発明により、上記誘電体上または圧電基板上に設けられたグラウンド接続導体によりグラウンドの強化が図られるので、外部素子を接続することにより、インダクタンスや静電容量を設ける必要がない。従って、小型化を損なうことなく、帯域外減衰量の拡大を図ることができる。

図１（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る弾性境界波装置の模式的平面図であり、（ｂ）は模式的正面断面図であり、（ｃ）はその要部を拡大して示す部分切欠正面断面図である。 図２は、本発明の第１の実施形態の弾性境界波装置の平面図である。 図３は、直列腕共振子または並列腕共振子を構成している１ポート型弾性境界波共振子の電極構造を示す模式図である。 図４は、第１の実施形態の弾性境界波装置の回路図である。 図５は、第１の実施形態との比較のために用意した第１の比較例の弾性境界波装置の模式的平面図である。 図６は、図５に示した第１の比較例の弾性境界波装置の回路図である。 図７は、第１の実施形態及び第１の比較例の弾性境界波装置の減衰量周波数特性を示す図である。 図８は、第２の実施形態の弾性境界波装置の模式的平面図である。 図９は、第１の実施形態及び第２の実施形態の弾性境界波装置の減衰量周波数特性を示す図である。 図１０は、従来の弾性表面波フィルタ装置の回路図である。 図１１は、本発明の第３の実施形態に係る弾性境界波装置の模式的正面断面図である。 図１２は、本発明の第４の実施形態に係る弾性境界波装置の模式的正面断面図である。

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。

図１（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る弾性境界波フィルタ装置の要部を説明するための模式的平面図であり、（ｂ）は該弾性境界波装置の略図的部分正面断面図であり、（ｃ）は（ｂ）の要部を拡大して示す部分切欠正面断面図である。

図２は、本実施形態の弾性境界波装置の平面図である。

図２に示すように、弾性境界波装置１は、矩形の平面形状を有する。弾性境界波装置１の上面には、金属バンプ２〜７が配置されている。この金属バンプ２〜７を用いて、フリップチップボンディング工法によりプリント回路基板などに弾性境界波装置１を表面実装することができる。

図１（ｂ）に示すように、弾性境界波装置１は、圧電基板１１を有する。圧電基板１１は、本実施形態では、ＬｉＮｂＯ_３基板からなる。圧電基板１１は、ＬｉＮｂＯ_３、ＬｉＴａＯ_３または水晶などの圧電単結晶からなる。圧電基板１１は、圧電セラミックスなどの圧電単結晶以外の圧電材料により形成されていても良い。

圧電基板１１の上面に、誘電体１２が積層されている。本実施形態では、誘電体１２は、厚さ６μｍのＳｉＯ_２膜からなる。もっとも、誘電体１２は、ＳｉＯ_２に限らず、ＳｉＮなどの他の誘電体セラミックスなどの無機系誘電体材料、あるいは合成樹脂などの有機系誘電体材料などの適宜の誘電体材料により形成され得る。

圧電基板１１と誘電体１２との界面に電極構造１３が形成されている。この電極構造１３により、後述のラダー型のフィルタ回路が構成されている。

なお、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＺ−Ｚ線に沿う部分の略図的断面図である。実際には、電極構造１３はこの断面に表れないが、理解を容易とするために、図１（ｂ）において電極構造１３を図示することとする。

電極構造１３は、Ａｕ、Ｐｔ、ＡｌもしくはＣｕなどの金属またはこれらを主体とする合金などの金属により形成される。電極構造１３を形成するための電極膜は、複数の金属膜を積層したものであってもよい。

上記誘電体１２を覆うように、吸音樹脂層１４が形成されている。吸音樹脂層１４は、誘電体１２の上面側に伝搬してきた波を吸収するために設けられている。このような吸音樹脂としては、例えば、ポリイミドなどの適宜の材料を用いることができる。

誘電体１２には、貫通孔１２ａが複数の形成されている。この貫通孔１２ａが設けられている部分に、前述した金属バンプ２〜７のいずれかの金属バンプが配置されている。図１（ａ）は、上記弾性境界波装置１において、誘電体１２及び吸音樹脂層１４などを取り除いて、電極構造１３を示す模式的平面図である。

圧電基板１１上に形成された電極構造１３は、直列腕共振子Ｓ１〜Ｓ６と、並列腕共振子Ｐ１〜Ｐ４とを有するラダー型のフィルタ回路を構成している。図４は、このラダー型のフィルタ回路を示す回路図である。また、直列腕共振子Ｓ１〜Ｓ６及び並列腕共振子Ｐ１〜Ｐ４は、いずれも、１ポート型弾性境界波共振子からなる。１ポート型弾性境界波共振子の電極構造を図３に模式的に示す。図３に示すように、１ポート型弾性境界波共振子８は、ＩＤＴ電極９と、ＩＤＴ電極９の弾性境界波伝搬方向両側に配置された反射器１０ａ，１０ｂとを有する。ＩＤＴ電極９は、互いに間挿し合う複数本の電極指を有する一対のくし歯電極からなる。

なお、図１（ａ）では、上記１ポート型弾性境界波共振子の電極構造は図示を容易とするために省略している。すなわち、図１（ａ）では、直列腕共振子Ｓ１〜Ｓ６及び並列腕共振子Ｐ１〜Ｐ４が設けられている部分は、矩形枠中にＸを記したブロックで略図的に示すこととする。

図４に示すように、本実施形態で構成されるラダー型回路では、入力端子２１と出力端子２２とを結ぶ直列腕に、直列腕共振子Ｓ１〜Ｓ６が互いに直列に接続されている。直列腕とグラウンド電位との間に、複数の並列腕が接続されている。すなわち、並列腕共振子Ｐ１〜Ｐ４をそれぞれ有する複数の並列腕が、直列腕とグラウンド電位との間に接続されている。

上記電極構造１３は、これらの直列腕共振子Ｓ１〜Ｓ６を互いに電気的に接続している信号配線２３と、各並列腕共振子Ｐ１〜Ｐ４をグラウンド電位に接続するために一端が各並列腕共振子Ｐ１〜Ｐ４に接続されたグラウンド配線２４〜２７と、グラウンド配線２４〜２７の他端すなわちグラウンド電位側端部にそれぞれ電気的に接続されたグラウンドパッド２８〜３１とを有する。また、電極構造１３は、上記信号配線２３に電気的に接続される電極パッドである入力端子２１及び出力側に接続される電極パッドである出力端子２２をも有する。

図１（ａ）では、前述した金属バンプ２〜７が形成される位置を一点鎖線で模式的に示す。金属バンプ２及び７は、それぞれ、上記入力端子２１及び出力端子２２に接続される金属バンプである。他方、金属バンプ３，４，５，６はグラウンドパッド２８〜３１上にそれぞれ形成され、グラウンドパッド２８〜３１に電気的に接続される金属バンプである。ここで、グラウンドパッド２８，２９と、グラウンドパッド３０，３１との間には、入力端子２１と出力端子２２とを結ぶ直列腕が介在している。圧電基板１１を小型化していくと、各共振子やグランドパッドの配置は制限され、このように、少なくとも２つのグラウンドパッドの間に直列腕を介在させざるを得ない場合がでてくる。

本実施形態の特徴は、少なくとも２つのグラウンドパッドの間に直列腕を介在していても、図４に示すように、全てのグラウンドパッド２８〜３１が電気的に接続されていることにあり、それによって、グラウンドの強化が図られていることにある。これを、より具体的に説明する。

図１（ａ）に破線で示されているのは、前述した誘電体１２の上面に設けられているグラウンド接続導体３２である。このグラウンド接続導体３２により、グラウンドパッド２８〜３１が共通接続され、グラウンドの強化が図られる。グラウンド接続導体３２は、Ａｇ、ＡｌもしくはＣｕなどの金属またはこれらを主体とする合金などの適宜の金属からなる。

図１（ｃ）は、グラウンドパッド３１が形成されている部分を模式的に示す断面図である。グラウンドパッド３１は、並列腕共振子Ｐ４を形成しているＩＤＴ電極にグラウンド配線２７により電気的に接続されている。グラウンドパッド３１を露出させるように、誘電体１２に貫通孔１２ａが形成されている。この貫通孔１２ａの内周面を覆うように、ビアホール導体３３が形成されている。ビアホール導体３３の下端は、グラウンドパッド３１の上面に至り、グラウンドパッド３１に電気的に接続されている。ビアホール導体３３の上端は、グラウンド接続導体３２に連ねられている。本実施形態では、ビアホール導体３３は、グラウンド接続導体３２と同じ材料を用いて同じ工程で形成されている。もっとも、ビアホール導体３３と、グラウンド接続導体３２とは異なる材料で別個に形成されてもよい。

上記ビアホール導体３３及びグラウンド接続導体３２の形成は、蒸着、スパッタリング等の適宜の方法により行い得る。

なお、図１（ｃ）において、上記ビアホール導体３３で囲まれた部分に、アンダー・バンプ・メタル層３４が形成されており、該アンダー・バンプ・メタル層３４上に、金属バンプ６が形成されている。

グラウンドパッド３１とグラウンド接続導体３２との電気的接続構造につき説明したが、他のグラウンドパッド２８〜３０も同様に、誘電体１２に設けられた貫通孔１２ａに露出しており、同様のビアホール導体３３とグラウンド接続導体３２との電気的接続構造により、相互に電気的に接続されている。

すなわち、本実施形態では、全てのグラウンドパッド２８〜３１が、上記複数のビアホール導体３３とグラウンド接続導体３２とにより電気的に接続されている。従って、図４に示すように、グラウンドパッド２８〜３１に相当する各並列腕共振子Ｐ１〜Ｐ４のグラウンド電位に接続される側の端部が、様々な経路でグラウンド電位に接続されることになるため、グラウンドの強化が図られる。それによって、後述するように、通過帯域外における減衰量の拡大を図ることができる。

また、本実施形態では、信号配線２３が、図１（ａ）の矢印Ａで示す部分において、上記グラウンド接続導体３２と誘電体１２を介して立体交差している。そのため、グラウンドパッド２８，２９と、グラウンドパッド３０，３１とが直列腕によって圧電基板１１上で分断されていたとしても、弾性境界波装置１の平面形状を大型化することなく、全てのグラウンドパッド２８〜３１を電気的に接続できるため、グラウンドの強化を図ることが可能とされている。また、本実施形態のように、グラウンド接続導体３２をＩＤＴ電極ではなく、信号配線２３の一部に立体交差させたほうが、フィルタ特性が変化しないので望ましい。

さらに、本実施形態では、グラウンド接続導体３２は、全てのグラウンドパッド２８〜３１に電気的に接続されており、グラウンド接続導体３２と、グラウンド配線２５，２６とが、誘電体１２を介して対向している部分である対向部Ｂを有する。そのため、図４に示す静電容量３５，３６が形成されている。この静電容量３５，３６の形成により、グラウンド電位に接続される経路がさらに増えるため、より一層のグラウンドの強化が図られ、帯域外減衰特性を改善することができる。

なお、本実施形態では、図１（ａ）に示すように、誘電体１２上に設けられたグラウンド接続導体３２により、全てのグラウンドパッド２８〜３１が共通接続されていたが、グラウンドパッド２８及びグラウンドパッド２９は、圧電基板上に設けられたグラウンド接続導体により電気的に接続されていてもよい。また、グラウンドパッド３０及びグラウンドパッド３１も、圧電基板上に設けられたグラウンド接続導体により電気的に接続されていてもよい。すなわち、全てのグラウンドパッド２８〜３１が電気的に接続されている限り、全てのグラウンドパッド２８〜３１が上記誘電体１２上に設けられたグラウンド接続導体３２により電気的に接続されている必要は必ずしもない。

従って、複数のグラウンドパッドの内、少なくとも２つのグラウンドパッドが、２つのビアホール導体３３及び１つのグラウンド接続導体３２より電気的に接続されておりさえすればよい。

図４に示すように、直列腕に直列腕共振子Ｓ１〜Ｓ６が接続されており、４個の並列腕にそれぞれ並列腕共振子Ｐ１〜Ｐ４が接続されている。この場合、入力端子２１側を第１のフィルタ回路部Ｃ、出力端子２２側を第２のフィルタ回路部Ｄとする。第１のフィルタ回路部Ｃが、直列腕共振子Ｓ１〜Ｓ３と並列腕共振子Ｐ１，Ｐ２とを有する部分であり、第２のフィルタ回路部Ｄが直列腕共振子Ｓ４〜Ｓ６と、並列腕共振子Ｐ３，Ｐ４を有する部分になる。そして、上記グラウンド接続導体３２により、第１，第２のフィルタ回路部Ｃ，Ｄのグラウンド側端部が電気的に接続されていることになる。

もっとも、本発明が適用されるラダー型回路構成は、図４に示すものに限定されず、直列腕に複数の直列腕共振子が配置されており、複数の並列腕のそれぞれにおいて、少なくとも１つの並列腕共振子が配置されている適宜のラダー型フィルタに本発明を適用することができる。

次に、従来例と対比した実験例に基づき、本実施形態の効果を明らかにする。

比較のために、第１の比較例として、図６に示す回路構成のラダー型フィルタを用意した。図４と図６とを比較すれば明らかなように、この第１の比較例のラダー型回路では、第２の並列腕共振子Ｐ２のグラウンド側端部と、第３の並列腕共振子Ｐ３のグラウンド側端部とが電気的に接続されていない。すなわち、前述した第１のフィルタ回路部と、第２のフィルタ回路部のグラウンド側端部同士が電気的に接続されていない。その他の構成は、図４と同様であるため、その参照番号を付することとする。

図５は、図６の回路構成を有する第１の比較例の弾性境界波装置の模式的平面図であり、上記実施形態について示した図１（ａ）に相当する図である。ここでは、誘電体１２上に設けられたグラウンド接続導体３２が設けられていないこと、グラウンドパッド２８とグラウンドパッド２９とが圧電基板１１上に形成されたグラウンド接続導体５１ａにより、グラウンドパッド３０とグラウンドパッド３１とが圧電基板１１上に形成されたグラウンド接続導体５１ｂにより電気的に接続されていることを除いて、上記実施形態と同様とされている。

図７は、第１の実施形態及び第１の比較例の各弾性境界波装置の減衰量周波数特性を示す図である。

図７において、実線が第１の実施形態の結果を、破線が第１の比較例の結果を示す。図７から明らかなように、第１の比較例に比べて、第１の実施形態によれば、通過帯域外における減衰量を、特に通過帯域低域側における減衰量を大幅に改善し得ることがわかる。これは、前述したように、全てのグラウンドパッド２８〜３１に接続される端部が上記グラウンド接続導体３２を含む電気的接続構造により電気的に接続されているため、グラウンドが強化されていること、並びに上記静電容量３５，３６の付加によってもグラウンドが強化されていることによると考えられる。

よって、第１の実施形態によれば、大きなインダクタンスや静電容量を形成せずとも、通過帯域外減衰量を大幅に拡大することができる。

図８は、第２の実施形態に係る弾性境界波装置の模式的平面図であり、第１の実施形態について示した図１（ａ）に相当する図である。ここでは、上記誘電体１２上に設けられたグラウンド接続導体３２が設けられておらず、圧電基板１１上に形成された電極パターンにより全てのグラウンドパッド２８〜３１が電気的に接続されている。すなわち、グラウンドパッド２８〜３１は、圧電基板１１上に形成されたグラウンド接続導体４１ａ〜４１ｃにより電気的に接続されている。そして、直列腕共振子Ｓ３と直列腕共振子Ｓ４とを接続する信号配線４２を上記グラウンド接続導体４１ｂと立体交差させている。すなわち、信号配線４２は、前述したグラウンド接続導体３２と同様に、誘電体１２上に形成された導体とされている。図８において、誘電体１２の矢印Ｊ、Ｋで示す斜線部分に設けられた貫通孔及びビアホール導体により直列腕共振子Ｓ３、Ｓ４と信号配線４２とが電気的に接続されている。このように、全てのグラウンドパッド２８〜３１を電気的に接続する限り、電気的接続を図るための配線は、圧電基板１１の上面に全て形成されていてもよい。従って、第２の実施形態では、図１（ａ）に示した矢印Ｂで示す対向部が設けられていない。すなわち、第１の実施形態では、上記誘電体１２を介して、グラウンド接続導体３２の一部が下方のグラウンド配線に対向している対向部Ｂが形成されていた。これに対して、図８に示す第２の実施形態では、上記対向部Ｂを有しておらず、グラウンド配線２５とグラウンド接続導体４１ａとが圧電基板上で対向している。また、グラウンド配線２６とグラウンド接続導体４１ｃとが、圧電基板上で対向している。その他の点については、第２の実施形態は、第１の実施形態と同様とされている。

図９は、第１の実施形態及び第２の実施形態の減衰量周波数特性を示す図であり、実線が第１の実施形態の結果を破線が第２の実施形態の結果を示す。第２の実施形態では、第１の実施形態に比べて、通過帯域低域側における減衰特性が悪くなっている。これは、グランド配線とグラウンド接続配線が圧電基板上で対向するだけで、誘電体１２を介して対向する対向部Ｂを有しないことによる。すなわち、第１の実施形態では、対向部Ｂを設けることにより、容量付加による効果が大きくなり、それによって、グラウンドのより一層の強化が図られて、通過帯域外減衰特性が改善されていることによる。もっとも、第２の実施形態であっても、前述した第１の比較例に比べると、通過帯域外減衰量は大幅に改善されている。

なお、第２の実施形態の通過帯域外減衰量を、上記実施形態と同等とするには、上記対向部Ｂによる静電容量に相当する静電容量を付加しなければならない。より具体的には、圧電基板上に設けられた複数の並列腕共振子のグラウンド側端部に接続されているグラウンド配線間に、例えばグラウンド配線２５，２６と、グラウンド配線２４，２７間にそれぞれ０．０５ｐＦの静電容量を付加すればよいと考えられる。しかしながら、このような構成では、０．０５ｐＦの静電容量のコンデンサを圧電基板上において、櫛型電極パターンより形成しなければならず、弾性境界波装置の大型化を招く。また、外付けのコンデンサ素子を用いた場合には部品点数が増大することとなる。従って、第１の実施形態のほうが、第２の実施形態よりも通過帯域外特性及び小型化の両面で有利である。

また、第１の実施形態では、ＳｉＯ_２膜からなる誘電体１２を覆うように、吸音樹脂層１４が形成されている膜構造を有する弾性境界波装置１を例示したが、本発明の弾性境界波装置１の膜構造はこれに限定されない。例えば、図１１は、本発明の第３の実施形態に係る弾性境界波装置の略図的部分正面断面図であるが、第３の実施形態のような膜構造としてもよい。すなわち、第３の実施形態では、第１の実施形態よりも膜厚を薄くした誘電体１２の上に、ＳｉＮからなる第２の誘電体６１を形成している。その他の点については、第３の実施形態は、第１の実施形態と同様とされている。

このように、伝搬する横波の音速がＳｉＯ_２を伝搬する横波の音速より速いＳｉＮのような材料からなる第２の誘電体６１を誘電体１２の上に設けることにより、弾性境界波の振動エネルギーを効果的に閉じ込めることができる。また、第３の実施形態では、第１の実施形態より、誘電体１２が薄いので、誘電体１２を介して、グラウンド接続導体３２の一部が下方のグラウンド配線に対向している対向部Ｂによって形成される静電容量が大きくなり、さらに帯域外減衰特性を改善することができる。なお、ここでは第２の誘電体６１上に吸音樹脂層１４を設けているが、吸音樹脂層１４は必ずしも必要ではない。

また、図１２は、本発明の第４の実施形態に係る弾性境界波装置の略図的部分正面断面図であるが、本発明の弾性境界波装置１の膜構造は、第４の実施形態のような膜構造としてもよい。すなわち、第４の実施形態では、第１の実施形態よりも膜厚を薄くした誘電体１２とグラウンド接続導体３２との間に、ＳｉＮからなる第２の誘電体６２が介在している。その他の点については、第４の実施形態は、第１の実施形態と同様とされている。なお、この場合も吸音樹脂層１４は必ずしも必要ではない。第４の実施形態でも、第１の実施形態と同様に、帯域外減衰特性を改善することができる。

なお、第３の実施形態および第４の実施形態では、第１の実施形態と同様にグラウンド接続導体３２を膜上に設けたが、第２の実施形態と同様に信号配線４２を膜上に設けてもよい。

１…弾性境界波装置
２〜７…金属バンプ
８…１ポート型弾性境界波共振子
９…ＩＤＴ電極
１０ａ，１０ｂ…反射器
１１…圧電基板
１２…誘電体
１２ａ…貫通孔
１３…電極構造
１４…吸音樹脂層
２１…入力端子
２２…出力端子
２３…信号配線
２４〜２７…グラウンド配線
２８〜３１…グラウンドパッド
３２…グラウンド接続導体
３３…ビアホール導体
３４…アンダー・バンプ・メタル層
３５，３６…静電容量
４１ａ〜４１ｃ…グラウンド接続導体
４２…信号配線
５１ａ，５１ｂ…グラウンド接続導体
６１，６２…第２の誘電体
Ｐ１〜Ｐ４…並列腕共振子
Ｓ１〜Ｓ６…直列腕共振子

Claims (10)

1. 圧電基板と、
   前記圧電基板上に形成された第1の誘電体と、
   前記圧電基板と前記第1の誘電体との界面に設けられた電極構造とを備え、該電極構造が、入力端と出力端とを結ぶ直列腕において互いに直列に接続された複数の直列腕共振子と、前記直列腕とグラウンド電位との間に接続された複数の並列腕のそれぞれにおいて、直列腕とグラウンド電位との間に接続された並列腕共振子と、前記複数の並列腕の各グラウンド電位に接続される側の端部にそれぞれ接続された複数のグラウンド配線と、複数のグラウンド配線にそれぞれ接続された複数のグラウンドパッドとを有し、ラダー型フィルタを形成しており、
   前記複数のグラウンドパッドの内少なくとも２つのグラウンドパッドの間に介在するように配置された前記直列腕を構成する信号配線と、
   前記少なくとも２つのグラウンドパッドを電気的に接続するグラウンド接続導体とを備え、
   前記信号配線と前記グラウンド接続導体とは、前記第１の誘電体を介して立体交差しており、
   かつ、全ての前記グラウンドパッドが電気的に接続されていることを特徴とする、弾性境界波装置。
2. 前記信号配線は前記圧電基板上に形成され、
   前記グラウンド接続導体は前記第１の誘電体上に形成され、前記第１の誘電体を貫通するビアホール導体を介して、前記少なくとも２つのグラウンドパッドに電気的に接続されており、
   前記信号配線と前記グラウンド接続導体とは、前記第１の誘電体を介して立体交差している、請求項１に記載の弾性境界波装置。
3. 前記グラウンド接続導体が、全ての前記グラウンドパッドに電気的に接続されている、請求項１または２に記載の弾性境界波装置。
4. 前記グラウンド接続導体と、前記グラウンド配線とが前記第１の誘電体を介して対向している部分を有し、該対向している部分において、静電容量が形成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性境界波装置。
5. 前記信号配線の一部は前記第１の誘電体上に形成され、前記第１の誘電体を貫通するビアホール導体を介して、前記信号配線の他の部分に電気的に接続され、
   前記グラウンド接続導体は前記圧電基板上に形成されており、
   前記信号配線の一部と前記グラウンド接続導体とは、前記第１の誘電体を介して立体交差している、請求項１に記載の弾性境界波装置。
6. 前記ラダー形フィルタが、入力端側に配置された第１のフィルタ回路部と、出力端側に配置された第２のフィルタ回路部とを有し、第１，第２のフィルタ回路部が、それぞれ、直列腕に接続された少なくとも１つの直列腕共振子と、少なくとも１つの並列腕に配置された少なくとも１つの並列腕共振子とを有し、前記第１のフィルタ回路部と前記第２のフィルタ回路部のグラウンド電位に接続される側の端部同士が、前記グラウンド接続導体により電気的に接続されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の弾性境界波装置。
7. 前記グラウンドパッドを露出させるように前記第1の誘電体に貫通孔が形成されており、該貫通孔の内周面に前記ビアホール導体が形成されており、かつ該貫通孔内に充填されたアンダー・バンプ・メタル層と、該アンダー・バンプ・メタル層上に設けられた金属バンプとをさらに備える、請求項１〜６のいずれか１項に記載の弾性境界波装置。
8. 前記第1の誘電体上に形成された前記グラウンド接続導体または前記信号配線の一部を覆うように設けられた吸音樹脂層をさらに備える、請求項１〜７のいずれか１項に記載の弾性境界波装置。
9. 前記第1の誘電体上に形成された前記グラウンド接続導体または前記信号配線の一部を覆うように設けられた第２の誘電体をさらに備える、請求項１〜７のいずれか１項に記載の弾性境界波装置。
10. 前記第１の誘電体と、前記第1の誘電体上に形成された前記グラウンド接続導体または前記信号配線の一部との間に設けられた第２の誘電体をさらに備える、請求項１〜７のいずれか１項に記載の弾性境界波装置。

Images