WO2023112652A1 - 弾性波装置 - Google Patents

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WO2023112652A1
WO2023112652A1 PCT/JP2022/043805 JP2022043805W WO2023112652A1 WO 2023112652 A1 WO2023112652 A1 WO 2023112652A1 JP 2022043805 W JP2022043805 W JP 2022043805W WO 2023112652 A1 WO2023112652 A1 WO 2023112652A1
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WO
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edge
main surface
piezoelectric layer
idt
package substrate
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PCT/JP2022/043805
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English (en)
French (fr)
Inventor
千尋 照田
保昭 新
芳久 岡野
潤平 安田
Original Assignee
株式会社村田製作所
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/25Constructional features of resonators using surface acoustic waves
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/46Filters
    • H03H9/64Filters using surface acoustic waves
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/70Multiple-port networks for connecting several sources or loads, working on different frequencies or frequency bands, to a common load or source
    • H03H9/72Networks using surface acoustic waves

Definitions

  • Patent Literature 1 discloses an example of an acoustic wave device including a plurality of surface acoustic wave resonators.
  • a surface acoustic wave chip having a plurality of surface acoustic wave resonators formed on a piezoelectric substrate is mounted on a package substrate.
  • the direction of the crystal Z-axis of the piezoelectric substrate is inclined outward from the central portion of the package substrate as it goes from the surface of the piezoelectric substrate on the package substrate side to the opposite surface. Thereby, deformation of the piezoelectric substrate due to temperature change is suppressed.
  • Polarization reversal may occur in the piezoelectric substrate when stress is applied to the piezoelectric substrate or voltage is applied to the IDT (Interdigital Transducer) electrodes of the surface acoustic wave resonator. If the surface acoustic wave resonator formed on the piezoelectric substrate is affected by the polarization reversal, the electrical characteristics of the surface acoustic wave resonator may deteriorate. In the acoustic wave device described in Patent Document 1, it was difficult to sufficiently suppress the polarization reversal.
  • An object of the present invention is to provide an elastic wave device capable of suppressing polarization reversal.
  • a package substrate including a first main surface and an acoustic wave element chip mounted on the first main surface of the package substrate, which face each other a piezoelectric layer including a second principal surface and a third principal surface; and the second principal surface positioned closer to the first principal surface than the second principal surface and the third principal surface.
  • the elastic wave element chip having a plurality of IDT electrodes each having a plurality of electrode fingers provided on the surface of the package substrate.
  • the piezoelectric layer has one side and a second side, and the second main surface of the piezoelectric layer is positioned closer to the first side than the first side and the second side in plan view.
  • a region where the adjacent electrode fingers overlap when viewed from a direction perpendicular to the direction in which the plurality of electrode fingers extend is an intersection region, and a dimension of the intersection region along the direction in which the plurality of electrode fingers extends is
  • the IDT electrode closest to the first edge portion among the plurality of IDT electrodes is defined as the edge-side IDT electrode
  • the number of pairs of the plurality of electrode fingers of the edge-side IDT electrode and , the product of the cross width is the smallest among the products of the logarithms of the plurality of electrode fingers of the plurality of IDT electrodes and the cross width.
  • a package substrate including a first main surface, and an elastic wave element chip mounted on the first main surface of the package substrate, a piezoelectric layer including a second principal surface and a third principal surface that meet; and the second principal surface positioned closer to the first principal surface than the second principal surface and the third principal surface a plurality of IDT electrodes provided on a main surface and each having a plurality of electrode fingers;
  • a series arm resonator and a plurality of parallel arm resonators including IDT electrodes are configured, the first main surface of the package substrate has a first side and a second side facing each other, and A first edge portion in which the second main surface of the piezoelectric layer is located on the first side side of the first side and the second side in plan view; It has a second edge facing the first edge, and the distance between the first edge and the first edge in a plan view is the second edge and the first edge.
  • the piezoelectric layer has a Z-axis as a crystal axis longer than the distance between the second edges, and the Z-axis extends from the third main surface of the piezoelectric layer to the second edge. It is inclined with respect to the thickness direction of the piezoelectric layer so as to move toward the first edge portion side toward the main surface, and is closest to the first edge portion among the plurality of IDT electrodes. Assuming that the closest IDT electrode is the edge side IDT electrode, the IDT electrode of the parallel arm resonator positioned closest to the input end among the plurality of parallel arm resonators is the edge side IDT electrode.
  • a package substrate including a first main surface, and an acoustic wave element chip mounted on the first main surface of the package substrate,
  • a piezoelectric layer including a second principal surface and a third principal surface that face each other; and the second principal surface positioned closer to the first principal surface than the second principal surface and the third principal surface.
  • the elastic wave element chip having a plurality of IDT electrodes each having a plurality of electrode fingers provided on the main surface of the piezoelectric layer, and on the second main surface of the piezoelectric layer, each A plurality of surface acoustic wave resonators including the IDT electrodes are configured, the plurality of surface acoustic wave resonators including a series arm resonator and a plurality of parallel arm resonators, and the first surface acoustic wave resonator of the package substrate.
  • a main surface has a first side and a second side facing each other, and the second main surface of the piezoelectric layer is the first side and the second side in plan view.
  • the dimension along the direction in which the finger extends is the cross width, and when the IDT electrode closest to the first edge portion among the plurality of IDT electrodes is defined as the edge side IDT electrode, the IDT electrode that is not serially divided
  • the IDT electrode of the parallel arm resonator is the edge-side IDT electrode, and the plurality of IDT electrodes in at least one of the surface acoustic wave resonators located closest to the input end side.
  • the product of the number of pairs of electrode fingers of the edge-side IDT electrode and the width of intersection is smaller than the product of the number of pairs of electrode fingers and the width of intersection.
  • FIG. 1 is a schematic front cross-sectional view of an elastic wave device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a circuit diagram of the acoustic wave device chip according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a plan view of a parallel arm resonator according to the first embodiment of the invention.
  • FIG. 4 is a schematic perspective plan view showing an electrode structure and the like formed on the second main surface of the piezoelectric substrate of the elastic wave device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic front cross-sectional view of an elastic wave device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a circuit diagram of the acoustic wave device chip according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a plan view of a parallel arm resonator according to the first embodiment of the invention.
  • FIG. 4 is a schematic perspective plan view showing an electrode structure and the like formed on the second main surface of the piezoelectric
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view along a direction perpendicular to the direction in which the first edge portion extends, for explaining the direction of the Z-axis in the crystal axis of the piezoelectric substrate in the first embodiment of the present invention; is.
  • FIG. 6 is a diagram showing the distribution of the amount of displacement of the elastic wave device of the first reference example.
  • FIG. 7 is a diagram showing the distribution of the amount of displacement of the elastic wave device of the second reference example.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view along a direction perpendicular to the direction in which the first edge portion extends, for explaining the configuration of the piezoelectric substrate in the modified example of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram showing the distribution of the amount of displacement of the elastic wave device of the first reference example.
  • FIG. 7 is a diagram showing the distribution of the amount of displacement of the elastic wave device of the second reference example.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view along a direction
  • FIG. 13 is a schematic perspective plan view showing an electrode structure and the like formed on the second main surface of the piezoelectric substrate of an elastic wave device according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a schematic perspective plan view showing an electrode structure and the like configured on the second main surface of the piezoelectric substrate of an elastic wave device according to a sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a schematic perspective plan view showing an electrode structure and the like configured on the second main surface of the piezoelectric substrate of an elastic wave device according to a seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a schematic perspective plan view showing an electrode structure and the like formed on the second main surface of the piezoelectric substrate of an elastic wave device according to an eighth embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic front cross-sectional view of an elastic wave device according to a first embodiment of the present invention.
  • a surface acoustic wave resonator which will be described later, is shown by a schematic diagram in which two diagonal lines are added to a rectangle.
  • the acoustic wave device 10 has an acoustic wave element chip 1 and a package substrate 2 .
  • Package substrate 2 has a first main surface 2a.
  • An acoustic wave element chip 1 is mounted on the first main surface 2 a of the package substrate 2 .
  • FIG. 2 is a circuit diagram of the acoustic wave device chip in the first embodiment.
  • the elastic wave device chip 1 is a ladder filter.
  • the acoustic wave device chip 1 has an input terminal 9A, an output terminal 9B, a plurality of series arm resonators, and a plurality of parallel arm resonators. More specifically, the plurality of series arm resonators are a series arm resonator S1, a series arm resonator S2 and a series arm resonator S3.
  • the plurality of parallel arm resonators are a parallel arm resonator P1 and a parallel arm resonator P2.
  • a series arm resonator S1, a series arm resonator S2, and a series arm resonator S3 are connected in series between the input terminal 9A and the output terminal 9B.
  • a parallel arm resonator P1 is connected between the connection point between the series arm resonators S1 and S2 and the ground potential.
  • a parallel arm resonator P2 is connected between the connection point between the series arm resonators S2 and S3 and the ground potential.
  • the circuit configuration of the acoustic wave device chip 1 is not limited to the above.
  • all series arm resonators and all parallel arm resonators are surface acoustic wave resonators.
  • a specific configuration of the surface acoustic wave resonator is shown below.
  • FIG. 3 is a plan view of the parallel arm resonator in the first embodiment.
  • a parallel arm resonator P2 has a piezoelectric substrate 3 and an IDT electrode 4 .
  • the piezoelectric substrate 3 is a substrate consisting of only a piezoelectric layer. When the piezoelectric substrate 3 consists of only a piezoelectric layer, the piezoelectric substrate 3 is synonymous with the piezoelectric layer.
  • the piezoelectric substrate 3 may be a laminated substrate including piezoelectric layers.
  • An anisotropic material such as lithium niobate or lithium tantalate is preferably used as the material of the piezoelectric layer. Lithium niobate is, for example, LiNbO 3 and lithium tantalate is, for example, LiTaO 3 .
  • the piezoelectric substrate 3 has a second main surface 3a, a third main surface 3b, and a side surface 3c.
  • the second main surface 3a and the third main surface 3b face each other.
  • the side surface 3c is connected to the second main surface 3a and the third main surface 3b.
  • the IDT electrodes 4 are provided on the second main surface 3 a of the piezoelectric substrate 3 .
  • elastic waves are excited.
  • a pair of reflectors 5A and 5B are provided on both sides of the IDT electrode 4 on the second main surface 3a in the elastic wave propagation direction.
  • the IDT electrode 4 has a first busbar 18A and a second busbar 18B, and a plurality of first electrode fingers 19A and a plurality of second electrode fingers 19B.
  • the first busbar 18A and the second busbar 18B face each other.
  • One end of each of the plurality of first electrode fingers 19A is connected to the first bus bar 18A.
  • One ends of the plurality of second electrode fingers 19B are each connected to the second bus bar 18B.
  • the plurality of first electrode fingers 19A and the plurality of second electrode fingers 19B are interdigitated with each other.
  • the plurality of first electrode fingers 19A and the plurality of second electrode fingers 19B may be simply referred to as electrode fingers.
  • the electrode finger extending direction is orthogonal to the elastic wave propagation direction in this embodiment.
  • the IDT electrode 4, the reflector 5A and the reflector 5B may consist of a single-layer metal film, or may consist of a laminated metal film.
  • FIG. 4 is a schematic perspective plan view showing an electrode structure and the like formed on the second main surface of the piezoelectric substrate of the elastic wave device according to the first embodiment.
  • 1 is a schematic cross-sectional view taken along line II in FIG.
  • all the surface acoustic wave resonators of the acoustic wave device chip 1 share the piezoelectric substrate 3 .
  • parallel arm resonators other than parallel arm resonator P2 and a plurality of series arm resonators also have IDT electrodes and a pair of reflectors.
  • the acoustic wave propagation direction of all surface acoustic wave resonators is parallel to the direction in which the first edge portion 3d of the piezoelectric substrate 3 extends.
  • the acoustic wave propagation directions of all surface acoustic wave resonators need not necessarily be parallel to the direction in which the first edge portion 3d of the piezoelectric substrate 3 extends.
  • the capacitance of the IDT electrode 4 of the parallel arm resonator P2 is the smallest among the plurality of IDT electrodes of the plurality of surface acoustic wave resonators. More specifically, when the IDT electrode is viewed from the direction orthogonal to the extending direction of the electrode fingers, that is, from the elastic wave propagation direction, the regions where adjacent electrode fingers overlap each other are crossing regions.
  • the product of the logarithm of the plurality of electrode fingers of the IDT electrode 4 and the crossing width is the smallest among the plurality of IDT electrodes, where the crossing width is the dimension of the crossing region along the direction in which the electrode fingers extend. That is, when the product of the logarithm and the crossing width of a plurality of electrode fingers is defined as the logarithm ⁇ crossing width, the logarithm ⁇ crossing width of the IDT electrode 4 is smallest.
  • the acoustic wave element chip 1 is flip-chip mounted on the first main surface 2 a of the package substrate 2 . More specifically, of the second main surface 3a and the third main surface 3b of the piezoelectric substrate 3, the second main surface 3a is located on the package substrate 2 side. The second principal surface 3 a is joined to the first principal surface 2 a by a plurality of bumps 8 .
  • the elastic wave device 10 has a CSP (Chip Size Package) structure.
  • the center position of the package substrate 2 and the center position of the piezoelectric substrate 3 do not overlap in plan view. More specifically, in the present embodiment, in plan view, the position of the center of the package substrate 2 and the piezoelectric substrate in the direction orthogonal to the acoustic wave propagation direction of each surface acoustic wave resonator, that is, in the electrode finger extension direction. The position of the center of 3 is different.
  • plan view means viewing from a direction corresponding to the upper direction in FIG. 1 or the like. In FIG. 1, for example, of the piezoelectric substrate 3 side and the package substrate 2 side, the piezoelectric substrate 3 side is the upper side.
  • the first main surface 2a of the package substrate 2 has a first side 2d and a second side 2e.
  • the first side 2d and the second side 2e face each other.
  • the second principal surface 3a of the piezoelectric substrate 3 has a first edge portion 3d and a second edge portion 3e.
  • the first edge portion 3d and the second edge portion 3e face each other.
  • the first side 2d, the second side 2e, the first edge portion 3d and the second edge portion 3e extend in parallel.
  • the first side 2d, the second side 2e, the first edge portion 3d, and the second edge portion 3e may extend in directions that are not parallel to each other.
  • the first edge portion 3d is located on the first side 2d side of the package substrate 2. .
  • the distance between the first side 2d and the first edge portion 3d in plan view is defined as a first outer peripheral edge distance A1
  • the distance between the second side 2e and the second edge portion 3e is When the distance is defined as the second distance A2 between the outer peripheral edges, the first distance A1 between the outer peripheral edges is longer than the second distance A2 between the outer peripheral edges.
  • the piezoelectric substrate 3 has X, Y and Z axes as crystal axes.
  • the Z-axis of the piezoelectric substrate 3 is inclined with respect to the thickness direction of the piezoelectric substrate 3 . More specifically, as shown in FIG. 5, the Z-axis is directed toward the first edge portion 3d as it goes from the third principal surface 3b of the piezoelectric substrate 3 to the second principal surface 3a. Inclined.
  • the direction in which the first edge portion 3d extends is orthogonal to the direction of the Z-axis.
  • the acoustic wave propagation directions of all the surface acoustic wave resonators are orthogonal to the direction of the Z-axis.
  • the second principal surface 3a of the piezoelectric substrate 3 is provided with the input terminal 9A, the output terminal 9B, and a plurality of ground terminals 9C.
  • the ground terminal 9C is connected to ground potential.
  • the bumps 8 are joined to the respective terminals.
  • the acoustic wave element chip 1 is electrically connected to the package substrate 2 by a plurality of bumps 8. As shown in FIG.
  • the IDT electrode closest to the first edge portion 3d of the piezoelectric substrate 3 is the edge-side IDT electrode.
  • the feature of this embodiment resides in having the following configuration. 1) The first outer edge-to-edge distance A1 is longer than the second outer edge-to-edge distance A2. 2) The piezoelectric substrate 3 is arranged so that the Z-axis of the piezoelectric substrate 3 moves toward the first edge portion 3d from the third principal surface 3b toward the second principal surface 3a. Be inclined with respect to the thickness direction.
  • the IDT electrode 4 of the parallel arm resonator P2 is an edge-side IDT electrode, and the logarithm ⁇ crossing width of the edge-side IDT electrode is the smallest among the logarithm ⁇ crossing width of each of the plurality of IDT electrodes. Thereby, polarization reversal can be suppressed. This is explained below.
  • Polarization reversal can occur when stress is applied to the piezoelectric substrate or voltage is applied to the IDT electrodes.
  • stress is applied to the piezoelectric substrate, charges are generated on the surface of the piezoelectric substrate. Due to this charge, a voltage is applied to the portion where the IDT electrode is provided.
  • C the capacitance
  • V the voltage
  • FIG. 6 is a diagram showing the distribution of the amount of displacement of the elastic wave device of the first reference example.
  • FIG. 7 is a diagram showing the distribution of the amount of displacement of the elastic wave device of the second reference example.
  • the above distribution of the amount of displacement is the result of obtaining the amount of displacement [ ⁇ m] when the elastic wave device is subjected to a temperature change of +100° C. based on the normal temperature of 25° C. by thermal stress analysis using the finite element method.
  • the overall displacement near the first edge portion 103d of the piezoelectric substrate 103 is greater than that in the second reference example. It can be seen that it is getting smaller. Therefore, since the acoustic wave device has both configurations 1) and 2), the thermal stress applied near the first edge portion 103d of the piezoelectric substrate 103 is reduced, and the thermal stress near the first edge portion 103d is It can be seen that the displacement is suppressed.
  • this embodiment since this embodiment has the above configurations 1) and 2), the thermal stress applied near the first edge portion 3d of the piezoelectric substrate 3 can be reduced, and the first edge Displacement in the vicinity of the edge 3d can be suppressed. As a result, it is possible to reduce the amount of charge generated in the vicinity of the first edge portion 3d. Therefore, it is possible to reduce the charge generated in the portion where the edge-side IDT electrode having the smallest capacitance is provided. Therefore, the generated voltage can be lowered, and the polarization reversal can be suppressed.
  • the dimension B1 along the Z-axis of the portion of the piezoelectric substrate 3 including the first edge portion 3d is is greater than the dimension B2 along the Z-axis of . Therefore, in the portion where the edge-side IDT electrode is provided, the coercive electric field is large, and the polarization reversal is much less likely to occur. In this way, it is possible to make polarization reversal less likely to occur in the portion where the edge-side IDT electrode, which has the smallest capacitance and is likely to cause polarization reversal, is provided. Therefore, polarization reversal can be effectively suppressed in the elastic wave device 10 as a whole.
  • the second main surface 3a of the piezoelectric substrate 3 may be the surface on the positive side or the surface on the negative side in the direction of the polarization axis. Regardless of whether the second main surface 3a is on the positive side or the negative side, the thermal stress applied to the vicinity of the first edge portion 3d can be suppressed as described above.
  • the acoustic wave element chip 1 only needs to have a plurality of surface acoustic wave resonators.
  • the plurality of surface acoustic wave resonators may not necessarily include series arm resonators and parallel arm resonators.
  • the logarithm ⁇ crossing width of the edge-side IDT electrodes should be the smallest among the logarithm ⁇ crossing width of each of the plurality of IDT electrodes.
  • a plurality of mounting terminals 12 are provided on the first main surface 2a of the package substrate 2. As shown in FIG. 1, a plurality of mounting terminals 12 are provided on the first main surface 2a of the package substrate 2. As shown in FIG. 1, An input terminal 9A, a ground terminal 9C, and the output terminal 9B are joined to each mounting terminal 12 by bumps 8 .
  • the package substrate 2 is a laminated substrate. An internal electrode 13 is provided between each layer. On the other hand, a plurality of external connection terminals 14 are provided on the outermost surface of the package substrate 2 facing the first main surface 2a. Furthermore, a plurality of via electrodes 7 are provided inside the package substrate 2 . The via electrode 7 penetrates at least one layer of the package substrate 2 . The plurality of via electrodes 7 connect the mounting terminals 12 and the internal electrodes 13, the via electrodes 7 connecting the internal electrodes 13, and the internal electrodes 13 and the external connection terminals 14. and a via electrode 7 that is connected to the via electrode 7 . Note that the package substrate 2 shown in FIG. 1 is an example, and the configuration of the package substrate 2 is not limited to the above.
  • the plurality of bumps 8 are preferably Au bumps. Thereby, the elastic wave device 10 can be made low-profile.
  • a sealing resin layer 6 is provided on the package substrate 2 so as to cover the acoustic wave element chip 1 .
  • the acoustic wave device chip 1 is protected, and damage to the acoustic wave device chip 1 can be suppressed.
  • the displacement of the package substrate 2 can be suppressed by providing the sealing resin layer 6 .
  • the first outer edge-to-edge distance A1 is longer than the second outer edge-to-edge distance A2. Therefore, the area of the portion covered with the sealing resin layer 6 between the first side 2d of the package substrate 2 and the first edge portion 3d of the piezoelectric substrate 3 in plan view is increased. be able to. As a result, the strength against external force of the portion of the package substrate 2 located near the first edge portion 3d of the piezoelectric substrate 3 can be effectively increased.
  • the piezoelectric substrate may be a laminated substrate including piezoelectric layers.
  • a piezoelectric substrate 3A in the modification of the first embodiment shown in FIG. 8 has a support substrate 15, an intermediate layer 16, and a piezoelectric layer 17.
  • a support substrate 15, an intermediate layer 16 and a piezoelectric layer 17 are laminated in this order.
  • the piezoelectric layer 17 has a second main surface 17a and a third main surface 17b. Of the second main surface 17a and the third main surface 17b of the piezoelectric layer 17, the third main surface 17b is located on the support substrate 15 side.
  • Each surface acoustic wave resonator is formed on the second main surface 17a.
  • the intermediate layer 16 is made of an appropriate dielectric film. Note that the intermediate layer 16 is not limited to a single-layer dielectric film, and may be a laminate of a plurality of dielectric films. As the material of the support substrate 15, for example, a semiconductor such as silicon or appropriate ceramics can be used. In addition, the piezoelectric substrate 3A may be a laminated substrate of the support substrate 15 and the piezoelectric layer 17 .
  • the configuration in which the piezoelectric substrate is a laminated substrate can also be applied to configurations of the present invention other than the first embodiment.
  • the portion of the piezoelectric substrate provided with the IDT electrodes having the smallest logarithm ⁇ intersection width is shown.
  • the IDT electrodes other than the above are edge-side IDT electrodes, it is possible to effectively suppress polarization reversal in the elastic wave device as a whole. An example of this is given below.
  • FIG. 9 is a schematic perspective plan view showing an electrode structure and the like configured on the second main surface of the piezoelectric substrate of the elastic wave device according to the second embodiment.
  • This embodiment differs from the first embodiment in that the IDT electrode of the parallel arm resonator positioned closest to the input end among the plurality of parallel arm resonators is the edge side IDT electrode. Furthermore, this embodiment differs from the first embodiment in circuit configuration. Except for the above points, the elastic wave device 20 of this embodiment has the same configuration as the elastic wave device 10 of the first embodiment.
  • a series arm resonator S21 and a series arm resonator S22 are connected in series between the input terminal 9A and the output terminal 9B.
  • a parallel arm resonator P21 is connected between the input terminal 9A and the ground terminal 9C.
  • a parallel arm resonator P22 is connected between the connection point between the series arm resonator S21 and the series arm resonator S22 and the ground terminal 9C.
  • the circuit configuration of the elastic wave element chip 21 is not limited to the above.
  • the parallel arm resonator closest to the input end that is, the parallel arm resonator closest to the input terminal 9A among the plurality of parallel arm resonators is the parallel arm resonator P21. More specifically, the parallel arm resonator P21 is connected to the input terminal 9A without passing through any series arm resonator. As shown in FIG. 9, the IDT electrode 24 of the parallel arm resonator P21 is the edge side IDT electrode.
  • the hot potential to which one bus bar of the IDT electrode in the parallel arm resonator closest to the input end is connected is the highest among hot potentials to which a plurality of parallel arm resonators are connected.
  • the hot potential refers to the signal potential.
  • the other bus bar is connected to ground potential. Therefore, the voltage applied to the IDT electrode in the parallel arm resonator closest to the input end is large. Therefore, polarization reversal is likely to occur in the portion of the piezoelectric substrate where the IDT electrodes are provided.
  • this embodiment has the configurations 1) and 2) above, like the first embodiment. Specifically, the first outer edge-to-edge distance A1 is longer than the second outer edge-to-edge distance A2. Further, the piezoelectric substrate 3 is arranged such that the Z-axis of the piezoelectric substrate 3 is directed toward the first edge portion 3d as it goes from the third main surface 3b to the second main surface 3a of the piezoelectric substrate 3. It is inclined with respect to the thickness direction. In addition to these, the IDT electrode 24 is an edge side IDT electrode. As a result, it is possible to effectively prevent the occurrence of polarization reversal in the portion where the edge-side IDT electrode is provided, where the polarization reversal is likely to occur. Therefore, polarization reversal can be effectively suppressed in the elastic wave device 20 as a whole.
  • the parallel arm resonator P21 is preferably connected to the input terminal 9A without passing through the series arm resonator.
  • the voltage applied to the edge side IDT electrode, which is the IDT electrode 24 of the parallel arm resonator P21, is particularly high. Therefore, the present invention is particularly suitable.
  • the parallel arm resonator P21 may be connected to the input terminal 9A via a series arm resonator.
  • the piezoelectric substrate 3 and the package substrate 2 have rectangular shapes in plan view.
  • the first edge portion 3d and the second edge portion 3e of the piezoelectric substrate 3 correspond to the long sides of the rectangle.
  • the first edge portion 3d and the second edge portion 3e may correspond to the short sides of the rectangle.
  • the first side 2d and the second side 2e of the package substrate 2 are long sides of the rectangle.
  • the first side 2d and the second side 2e may be short sides of the rectangle.
  • FIG. 10 is a schematic perspective plan view showing an electrode structure and the like configured on the second main surface of the piezoelectric substrate of the elastic wave device according to the third embodiment.
  • This embodiment differs from the first embodiment in the length of each edge of the piezoelectric substrate 33, the length of each side of the package substrate 32, and the circuit configuration.
  • This embodiment also differs from the first embodiment in that the logarithm ⁇ intersecting width of the edge-side IDT electrodes is not limited to the smallest of the logarithm ⁇ intersecting width of each of the plurality of IDT electrodes.
  • the number of pairs of IDT electrodes ⁇ the width of intersections is smaller than the number of pairs of IDT electrodes ⁇ the width of intersections in the surface acoustic wave resonator positioned closest to the input end.
  • the elastic wave device 30 of this embodiment has the same configuration as the elastic wave device 10 of the first embodiment.
  • the piezoelectric substrate 33 in this embodiment has a first edge portion 33d, a second edge portion 33e, a third edge portion 33f and a fourth edge portion 33g.
  • the third edge portion 33f and the fourth edge portion 33g are connected to the first edge portion 33d and the second edge portion 33e.
  • the third edge portion 33f and the fourth edge portion 33g face each other.
  • the lengths of the first edge portion 33d and the second edge portion 33e are shorter than the lengths of the third edge portion 33f and the fourth edge portion 33g.
  • the lengths of the first edge portion 33d and the second edge portion 33e may be longer than the lengths of the third edge portion 33f and the fourth edge portion 33g.
  • the package substrate 32 has a first side 32d, a second side 32e, a third side 32f and a fourth side 32g.
  • the third side 32f and the fourth side 32g are connected to the first side 32d and the second side 32e.
  • the third side 32f and the fourth side 32g face each other.
  • the lengths of the first side 32d and the second side 32e are shorter than the lengths of the third side 32f and the fourth side 32g.
  • the lengths of the first side 32d and the second side 32e may be longer than the lengths of the third side 32f and the fourth side 32g.
  • a series arm resonator S31a, a series arm resonator S31b, a series arm resonator S32a, a series arm resonator S32b, and a series arm resonator S33 are connected in series between the input terminal 9A and the output terminal 9B.
  • the series arm resonator S31a and the series arm resonator S31b are split resonators obtained by serially dividing one series arm resonator.
  • the series arm resonator S32a and the series arm resonator S32b are also divided resonators obtained by dividing one series arm resonator in series.
  • the parallel arm resonator P31a and the parallel arm resonator P31b are connected in series between the connection point between the series arm resonator S31b and the series arm resonator S32a and the ground terminal 9C.
  • a parallel arm resonator P32a and a parallel arm resonator P32b are connected in series between a connection point between the series arm resonator S32b and the series arm resonator S33 and the ground terminal 9C.
  • a parallel arm resonator P33 is connected between the output terminal 9B and the ground terminal 9C.
  • the parallel arm resonator P31a and the parallel arm resonator P31b are divided resonators obtained by serially dividing one parallel arm resonator.
  • the parallel arm resonator P32a and the parallel arm resonator P32b are also divided resonators obtained by serially dividing one parallel arm resonator.
  • the parallel arm resonator P33 is not a split resonator.
  • the circuit configuration of the elastic wave device chip 31 is not limited to the above.
  • the applied voltage can be lowered, so that the polarization reversal is less likely to occur in the portion where the divided resonators are formed.
  • not all resonators are necessarily serially divided in a ladder filter. Polarization inversion is more likely to occur in the portions where the IDT electrodes of the resonators that are not serially divided are provided than in the portions where the IDT electrodes of the divided resonators are provided.
  • the IDT electrodes having a small logarithm ⁇ intersection width have a small capacitance, polarization reversal is likely to occur in the portion where the IDT electrodes are provided.
  • the parallel arm resonator is connected to hot potential and ground potential, so the applied voltage is large. Therefore, polarization reversal is likely to occur in the portion where the IDT electrodes of the parallel arm resonator are provided. All of these conditions that facilitate the occurrence of polarization reversal correspond to the portion of the piezoelectric substrate 33 where the IDT electrodes 34 are provided.
  • this embodiment has the configurations 1) and 2) above, like the first embodiment. Specifically, the first outer edge-to-edge distance A1 is longer than the second outer edge-to-edge distance A2. Further, the thickness direction of the piezoelectric substrate 33 is adjusted so that the Z axis of the piezoelectric substrate 33 is directed toward the first edge portion 33d as it goes from the third main surface to the second main surface of the piezoelectric substrate 33. is tilted with respect to In addition to these, the IDT electrode 34 is an edge side IDT electrode. As a result, it is possible to effectively prevent the occurrence of polarization reversal in the portion where the edge-side IDT electrode is provided, where the polarization reversal is likely to occur. Therefore, polarization reversal can be effectively suppressed in the elastic wave device 30 as a whole.
  • This embodiment differs from the first embodiment in that it has the same piezoelectric substrate 33 and package substrate 32 as in the third embodiment, and also in the arrangement and circuit configuration of the plurality of bumps 8 . Except for the above points, the elastic wave device of this embodiment has the same configuration as the elastic wave device 10 of the first embodiment.
  • the number of pairs of edge-side IDT electrodes ⁇ intersecting width in this embodiment is the smallest among the number of pairs of IDT electrodes ⁇ intersecting width of the plurality of IDT electrodes in the acoustic wave device chip 41 .
  • a plurality of of bumps 8 are arranged along each of the first edge portion 33d, the second edge portion 33e, the third edge portion 33f, and the fourth edge portion 33g of the piezoelectric substrate 33. It is assumed that the bumps 8 provided near the intersection of the two edges are arranged along both of the two edges. Therefore, in this embodiment, two bumps 8 are arranged along each edge.
  • the pitch between the plurality of bumps 8 arranged along the first edge 33d is equal to the pitch between the plurality of bumps 8 arranged along the third edge 33f and the fourth edge 33g. shorter than the pitch in between.
  • the IDT electrode 44 which is the edge side IDT electrode, is arranged so as to be sandwiched between two bumps 8 out of the plurality of bumps 8 arranged along the first edge portion 33d of the piezoelectric substrate 33. As shown in FIG. Since the edge-side IDT electrode is sandwiched between the two bumps 8 and the pitch between the bumps 8 is short, the displacement of the portion of the piezoelectric substrate 33 where the edge-side IDT electrode is provided can be effectively suppressed. can be done.
  • the configurations 1) and 2) similar to those of the first embodiment can further suppress the displacement of the portions where the edge-side IDT electrodes are provided. Therefore, it is possible to further suppress the polarization reversal in the portion where the edge-side IDT electrode is provided, where the polarization reversal is likely to occur. Therefore, polarization reversal can be further suppressed in the elastic wave device as a whole.
  • edge-side IDT electrode should be arranged so as to be sandwiched between the two bumps 8 .
  • the circuit configuration of this embodiment will be described below.
  • FIG. 12 is a circuit diagram of an acoustic wave device chip according to the fourth embodiment.
  • the elastic wave element chip 41 has an input terminal 9A and an output terminal 9B, a longitudinally coupled resonator type elastic wave filter 45, a series arm resonator S41, and a plurality of parallel arm resonators. More specifically, the multiple parallel arm resonators are a parallel arm resonator P41 and a parallel arm resonator P42. In this embodiment, the series arm resonator S41 is used as a series trap. The parallel arm resonator P41 and the parallel arm resonator P42 are used as parallel traps.
  • a longitudinally coupled resonator type elastic wave filter 45 is connected between the input terminal 9A and the output terminal 9B.
  • a series arm resonator S41 is connected between the input terminal 9A and the longitudinally coupled resonator type elastic wave filter 45.
  • a parallel arm resonator P41 is connected between the input terminal 9A and the ground potential.
  • a parallel arm resonator P42 is connected between the output terminal 9B and the ground potential.
  • the IDT electrode 44 of the parallel arm resonator P41 shown in FIG. 11 is the edge side IDT electrode. Note that the circuit configuration of the elastic wave element chip 41 is not limited to the above.
  • the acoustic wave device chip is a band-pass filter.
  • the elastic wave device chip may be a duplexer, a multiplexer, or the like.
  • a plurality of element chips, which are band-pass filters, may be mounted on the package substrate.
  • the elastic wave device as a whole may be configured as a duplexer, a multiplexer, or the like. An example of this is given below.
  • FIG. 13 is a schematic perspective plan view showing an electrode structure and the like configured on the second main surface of the piezoelectric substrate of the elastic wave device according to the fifth embodiment.
  • an electrode structure in an element chip 51B, which will be described later, is omitted.
  • the elastic wave device 50 of this embodiment is a duplexer. More specifically, in acoustic wave device 50 , two element chips are mounted on first main surface 2 a of package substrate 2 .
  • One element chip is an acoustic wave element chip 41 having the same configuration as that of the fourth embodiment.
  • the elastic wave element chip 41 is a reception filter.
  • the other element chip 51B also has the configuration of the elastic wave element chip of the present invention.
  • Element chip 51B is a transmission filter.
  • the elastic wave element chip 41 and the element chip 51B are commonly connected to a common connection terminal 59 schematically shown in FIG.
  • the common connection terminal 59 is an antenna terminal.
  • An antenna terminal is connected to the antenna.
  • the first distance A1 between the outer peripheral edges is longer than the second distance A2 between the outer peripheral edges.
  • the elastic wave element chip 41 has the configurations of 2) and 3) above. The same applies to the element chip 51B. Therefore, polarization reversal can be effectively suppressed in the elastic wave device 50 as a whole.
  • FIG. 14 is a schematic perspective plan view showing an electrode structure and the like formed on the second main surface of the piezoelectric substrate of the elastic wave device according to the sixth embodiment. Note that FIG. 14 omits electrode structures other than the input terminals and output terminals of the element chips 61B and 61C, which will be described later.
  • the first distance A1 between the outer peripheral edges also includes the dimension of the portion where the element chip 61B or the element chip 61C other than the elastic wave element chip 1 is provided in plan view. The same applies to the following seventh and eighth embodiments.
  • the elastic wave device of this embodiment has an elastic wave element chip 1 and an element chip 71B. Specifically, on the first main surface 2a of the package substrate 2, the acoustic wave element chip 1 having the same configuration as that of the first embodiment is mounted. Further, an element chip 71B is mounted on the first main surface 2a. The acoustic wave device chip 1 and the device chip 71B are not electrically connected. The acoustic wave device chip 1 and the device chip 71B are devices independent of each other.
  • FIG. 16 is a schematic perspective plan view showing an electrode structure and the like formed on the second main surface of the piezoelectric substrate of the elastic wave device according to the eighth embodiment.
  • an electrode structure in element chips 81B and 81C, which will be described later, is omitted.
  • the elastic wave device of this embodiment has an elastic wave element chip 1, an element chip 81B, and an element chip 81C. Specifically, on the first main surface 2a of the package substrate 2, the acoustic wave element chip 1 having the same configuration as that of the first embodiment is mounted. Further, an element chip 81B and an element chip 81C are mounted on the first main surface 2a. The acoustic wave device chip 1, the device chip 81B and the device chip 81C are not electrically connected. The acoustic wave device chip 1, the device chip 81B and the device chip 81C are devices independent of each other.

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Abstract

分極反転を抑制することができる、弾性波装置を提供する。 本発明の弾性波装置10は、第1の主面2aを含むパッケージ基板2と、パッケージ基板2の第1の主面2aに搭載されている弾性波素子チップであって、対向し合う第2の主面3a及び第3の主面を含む圧電体層(圧電性基板3)と、第2の主面3a及び第3の主面のうち第1の主面2a側に位置している第2の主面3aに設けられており、それぞれ複数の電極指を有する複数のIDT電極とを有する弾性波素子チップ1とを備える。パッケージ基板2の第1の主面2aは、対向し合う第1の辺2d及び第2の辺2eを有する。圧電体層の第2の主面3aは、平面視において、第1の辺2d及び第2の辺2eのうち第1の辺2d側に位置している第1の端縁部3d、及び第1の端縁部3dに対向している第2の端縁部3eを有する。平面視において、第1の辺2d及び第1の端縁部3dの間の第1の外周縁間距離A1が、第2の辺2e及び第2の端縁部3eの間の第2の外周縁間距離A2よりも長い。圧電体層は結晶軸としてのZ軸を有する。Z軸は、圧電体層の第3の主面から第2の主面3aに向かうにつれて第1の端縁部3d側に向かうように、圧電体層の厚み方向に対して傾斜している。IDT電極を、複数の電極指が延びる方向と直交する方向から見たときに、隣り合う電極指同士が重なり合う領域が交叉領域であり、交叉領域の複数の電極指が延びる方向に沿う寸法が交叉幅である。複数のIDT電極のうち、最も第1の端縁部3dに近い位置のIDT電極を端縁側IDT電極としたとき、端縁側IDT電極の複数の電極指の対数と、交叉幅との積が、複数のIDT電極のそれぞれの複数の電極指の対数と、交叉幅との積のうち最も小さい。

Description

弾性波装置
 本発明は、弾性波装置に関する。
 従来、弾性波装置は、携帯電話機のフィルタなどに広く用いられている。下記の特許文献1には、複数の弾性表面波共振子を含む弾性波装置の一例が開示されている。この弾性波装置においては、複数の弾性表面波共振子が圧電性基板上において構成された弾性表面波チップが、パッケージ基板に搭載されている。圧電性基板の結晶Z軸の向きは、圧電性基板のパッケージ基板側の面から反対側の面に向かうに従って、パッケージ基板の中央部から外側に向かうように傾斜している。これにより、温度変化による圧電性基板の変形の抑制が図られている。
特開2016-009874号公報
 圧電性基板に応力が加えられたり、弾性表面波共振子のIDT(Interdigital Transducer)電極に電圧が印加されたりすることにより、圧電性基板において分極反転が生じる場合がある。圧電性基板上において構成されている弾性表面波共振子に分極反転の影響が及ぶと、弾性表面波共振子の電気的特性が劣化するおそれがある。特許文献1に記載の弾性波装置においては、分極反転を十分に抑制することは困難であった。
 本発明の目的は、分極反転を抑制することができる、弾性波装置を提供することにある。
 本発明に係る弾性波装置のある広い局面では、第1の主面を含むパッケージ基板と、前記パッケージ基板の前記第1の主面に搭載されている弾性波素子チップであって、対向し合う第2の主面及び第3の主面を含む圧電体層と、前記第2の主面及び前記第3の主面のうち前記第1の主面側に位置している前記第2の主面に設けられており、それぞれ複数の電極指を有する複数のIDT電極と、を有する前記弾性波素子チップとが備えられており、前記パッケージ基板の前記第1の主面が、対向し合う第1の辺及び第2の辺を有し、前記圧電体層の前記第2の主面が、平面視において、前記第1の辺及び前記第2の辺のうち前記第1の辺側に位置している第1の端縁部、及び前記第1の端縁部に対向している第2の端縁部を有し、平面視において、前記第1の辺及び前記第1の端縁部の間の距離が、前記第2の辺及び前記第2の端縁部の間の距離よりも長く、前記圧電体層が結晶軸としてのZ軸を有し、前記Z軸が、前記圧電体層の前記第3の主面から前記第2の主面に向かうにつれて前記第1の端縁部側に向かうように、前記圧電体層の厚み方向に対して傾斜しており、前記IDT電極を、前記複数の電極指が延びる方向と直交する方向から見たときに、隣り合う前記電極指同士が重なり合う領域が交叉領域であり、前記交叉領域の前記複数の電極指が延びる方向に沿う寸法が交叉幅であり、前記複数のIDT電極のうち、最も前記第1の端縁部に近い位置のIDT電極を端縁側IDT電極としたとき、前記端縁側IDT電極の前記複数の電極指の対数と、前記交叉幅との積が、前記複数のIDT電極のそれぞれの前記複数の電極指の対数と、前記交叉幅との積のうち最も小さい。
 本発明に係る弾性波装置の他の広い局面では、第1の主面を含むパッケージ基板と、前記パッケージ基板の前記第1の主面に搭載されている弾性波素子チップであって、対向し合う第2の主面及び第3の主面を含む圧電体層と、前記第2の主面及び前記第3の主面のうち前記第1の主面側に位置している前記第2の主面に設けられており、それぞれ複数の電極指を有する複数のIDT電極と、を有する前記弾性波素子チップとが備えられており、前記圧電体層の前記第2の主面において、それぞれ前記IDT電極を含む直列腕共振子及び複数の並列腕共振子が構成されており、前記パッケージ基板の前記第1の主面が、対向し合う第1の辺及び第2の辺を有し、前記圧電体層の前記第2の主面が、平面視において、前記第1の辺及び前記第2の辺のうち前記第1の辺側に位置している第1の端縁部、及び前記第1の端縁部に対向している第2の端縁部を有し、平面視において、前記第1の辺及び前記第1の端縁部の間の距離が、前記第2の辺及び前記第2の端縁部の間の距離よりも長く、前記圧電体層が結晶軸としてのZ軸を有し、前記Z軸が、前記圧電体層の前記第3の主面から前記第2の主面に向かうにつれて前記第1の端縁部側に向かうように、前記圧電体層の厚み方向に対して傾斜しており、前記複数のIDT電極のうち、最も前記第1の端縁部に近い位置のIDT電極を端縁側IDT電極としたとき、前記複数の並列腕共振子のうち最も入力端側に位置する並列腕共振子の前記IDT電極が、前記端縁側IDT電極である。
 本発明に係る弾性波装置のさらに他の広い局面では、第1の主面を含むパッケージ基板と、前記パッケージ基板の前記第1の主面に搭載されている弾性波素子チップであって、対向し合う第2の主面及び第3の主面を含む圧電体層と、前記第2の主面及び前記第3の主面のうち前記第1の主面側に位置している前記第2の主面に設けられており、それぞれ複数の電極指を有する複数のIDT電極と、を有する前記弾性波素子チップとが備えられており、前記圧電体層の前記第2の主面において、それぞれ前記IDT電極を含む複数の弾性表面波共振子が構成されており、前記複数の弾性表面波共振子が、直列腕共振子及び複数の並列腕共振子を含み、前記パッケージ基板の前記第1の主面が、対向し合う第1の辺及び第2の辺を有し、前記圧電体層の前記第2の主面が、平面視において、前記第1の辺及び前記第2の辺のうち前記第1の辺側に位置している第1の端縁部、及び前記第1の端縁部に対向している第2の端縁部を有し、平面視において、前記第1の辺及び前記第1の端縁部の間の距離が、前記第2の辺及び前記第2の端縁部の間の距離よりも長く、前記圧電体層が結晶軸としてのZ軸を有し、前記Z軸が、前記圧電体層の前記第3の主面から前記第2の主面に向かうにつれて前記第1の端縁部側に向かうように、前記圧電体層の厚み方向に対して傾斜しており、前記IDT電極を、前記複数の電極指が延びる方向と直交する方向から見たときに、隣り合う前記電極指同士が重なり合う領域が交叉領域であり、前記交叉領域の前記複数の電極指が延びる方向に沿う寸法が交叉幅であり、前記複数のIDT電極のうち、最も前記第1の端縁部に近い位置のIDT電極を端縁側IDT電極としたとき、直列分割されていない前記並列腕共振子の前記IDT電極が前記端縁側IDT電極であり、かつ最も入力端側に位置する前記弾性表面波共振子のうち少なくとも1個の弾性表面波共振子における前記IDT電極の前記複数の電極指の対数と、前記交叉幅との積よりも、前記端縁側IDT電極の前記複数の電極指の対数と、前記交叉幅との積が小さい。
 本発明に係る弾性波装置によれば、分極反転を抑制することができる。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る弾性波装置の略図的正面断面図である。 図2は、本発明の第1の実施形態における弾性波素子チップの回路図である。 図3は、本発明の第1の実施形態における並列腕共振子の平面図である。 図4は、本発明の第1の実施形態に係る弾性波装置の、圧電性基板における第2の主面において構成された電極構造などを示す、略図的透視平面図である。 図5は、本発明の第1の実施形態における、圧電性基板の結晶軸におけるZ軸の方向を説明するための、第1の端縁部が延びる方向と直交する方向に沿う略図的断面図である。 図6は、第1の参考例の弾性波装置の変位量の分布を示す図である。 図7は、第2の参考例の弾性波装置の変位量の分布を示す図である。 図8は、本発明の第1の実施形態の変形例における圧電性基板の構成を説明するための、第1の端縁部が延びる方向と直交する方向に沿う略図的断面図である。 図9は、本発明の第2の実施形態に係る弾性波装置の、圧電性基板における第2の主面において構成された電極構造などを示す、略図的透視平面図である。 図10は、本発明の第3の実施形態に係る弾性波装置の、圧電性基板における第2の主面において構成された電極構造などを示す、略図的透視平面図である。 図11は、本発明の第4の実施形態に係る弾性波装置の、圧電性基板における第2の主面において構成された電極構造などを示す、略図的透視平面図である。 図12は、本発明の第4の実施形態における弾性波素子チップの回路図である。 図13は、本発明の第5の実施形態に係る弾性波装置の、圧電性基板における第2の主面において構成された電極構造などを示す、略図的透視平面図である。 図14は、本発明の第6の実施形態に係る弾性波装置の、圧電性基板における第2の主面において構成された電極構造などを示す、略図的透視平面図である。 図15は、本発明の第7の実施形態に係る弾性波装置の、圧電性基板における第2の主面において構成された電極構造などを示す、略図的透視平面図である。 図16は、本発明の第8の実施形態に係る弾性波装置の、圧電性基板における第2の主面において構成された電極構造などを示す、略図的透視平面図である。
 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の実施形態に係る弾性波装置の略図的正面断面図である。図1においては、後述する弾性表面波共振子を、矩形に2本の対角線を加えた略図により示す。
 弾性波装置10は、弾性波素子チップ1と、パッケージ基板2とを有する。パッケージ基板2は第1の主面2aを有する。パッケージ基板2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。パッケージ基板2の第1の主面2aに、弾性波素子チップ1が搭載されている。
 図2は、第1の実施形態における弾性波素子チップの回路図である。
 弾性波素子チップ1はラダー型フィルタである。弾性波素子チップ1は、入力端子9A及び出力端子9B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。より具体的には、複数の直列腕共振子は直列腕共振子S1、直列腕共振子S2及び直列腕共振子S3である。複数の並列腕共振子は並列腕共振子P1及び並列腕共振子P2である。
 入力端子9A及び出力端子9Bの間に、直列腕共振子S1、直列腕共振子S2及び直列腕共振子S3が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電位との間に、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電位との間に、並列腕共振子P2が接続されている。もっとも、弾性波素子チップ1の回路構成は上記に限定されない。
 本実施形態の弾性波素子チップ1では、全ての直列腕共振子及び全ての並列腕共振子は、弾性表面波共振子である。以下において、弾性表面波共振子の具体的な構成を示す。
 図3は、第1の実施形態における並列腕共振子の平面図である。
 並列腕共振子P2は、圧電性基板3と、IDT電極4とを有する。圧電性基板3は圧電体層のみからなる基板である。圧電性基板3が圧電体層のみからなる場合、圧電性基板3は圧電体層と同義であるものとする。なお、圧電性基板3は、圧電体層を含む積層基板であってもよい。圧電体層の材料としては、例えば、ニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウムなどの、異方性材料が好適に用いられる。ニオブ酸リチウムは、例えばLiNbOであり、タンタル酸リチウムは、例えばLiTaOなどである。
 なお、図1に示すように、圧電性基板3は、第2の主面3a及び第3の主面3bと、側面3cとを有する。第2の主面3a及び第3の主面3bは互いに対向している。側面3cは、第2の主面3a及び第3の主面3bに接続されている。
 図3に戻り、圧電性基板3の第2の主面3aにIDT電極4が設けられている。IDT電極4に交流電圧を印加することにより、弾性波が励振される。第2の主面3aにおける、IDT電極4の弾性波伝搬方向両側に、1対の反射器5A及び反射器5Bが設けられている。
 IDT電極4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。複数の第1の電極指19Aの一端がそれぞれ、第1のバスバー18Aに接続されている。複数の第2の電極指19Bの一端がそれぞれ、第2のバスバー18Bに接続されている。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。以下においては、複数の第1の電極指19A及び複数の第2の電極指19Bをまとめて、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たときに、本実施形態では、電極指延伸方向は弾性波伝搬方向と直交している。
 IDT電極4、反射器5A及び反射器5Bは、単層の金属膜からなっていてもよく、あるいは積層金属膜からなっていてもよい。
 図4は、第1の実施形態に係る弾性波装置の、圧電性基板における第2の主面において構成された電極構造などを示す、略図的透視平面図である。なお、上記の図1は、図4中のI-I線に沿う略図的断面図である。
 図4に示すように、弾性波素子チップ1の全ての弾性表面波共振子は、圧電性基板3を共有している。並列腕共振子P2と同様に、並列腕共振子P2以外の並列腕共振子、及び複数の直列腕共振子も、IDT電極及び1対の反射器を有する。本実施形態においては、全ての弾性表面波共振子の弾性波伝搬方向は、圧電性基板3の第1の端縁部3dが延びる方向と平行である。もっとも、必ずしも全ての弾性表面波共振子の弾性波伝搬方向が、圧電性基板3の第1の端縁部3dが延びる方向と平行ではなくともよい。
 本実施形態においては、複数の弾性表面波共振子の複数のIDT電極のうち、並列腕共振子P2のIDT電極4の容量が最も小さい。より詳細には、IDT電極を、電極指延伸方向と直交する方向、すなわち弾性波伝搬方向から見たときに、隣り合う電極指同士が重なり合う領域は交叉領域である。交叉領域の電極指延伸方向に沿う寸法を交叉幅としたときに、IDT電極4の複数の電極指の対数と、交叉幅との積は、複数のIDT電極のうち最も小さい。すなわち、複数の電極指の対数及び交叉幅の積を対数×交叉幅としたときに、IDT電極4の対数×交叉幅は、弾性波素子チップ1における全てのIDT電極の対数×交叉幅のうち最も小さい。
 図1に戻り、弾性波素子チップ1は、パッケージ基板2の第1の主面2aにフリップチップ実装されている。より具体的には、圧電性基板3の第2の主面3a及び第3の主面3bのうち、第2の主面3aがパッケージ基板2側に位置している。第2の主面3aは、複数のバンプ8により、第1の主面2aに接合されている。このように、弾性波装置10はCSP(Chip Size Package)構造である。
 図4に示すように、平面視において、パッケージ基板2の中心の位置と、圧電性基板3の中心の位置とは重なっていない。より具体的には、本実施形態では、平面視において、各弾性表面波共振子の弾性波伝搬方向と直交する方向、すなわち電極指延伸方向における、パッケージ基板2の中心の位置と、圧電性基板3の中心の位置とが異なる。本明細書において平面視とは、図1などにおける上方に相当する方向から見ることをいう。図1においては、例えば、圧電性基板3側及びパッケージ基板2側のうち、圧電性基板3側が上方である。
 パッケージ基板2の第1の主面2aは、第1の辺2d及び第2の辺2eを有する。第1の辺2d及び第2の辺2eは互いに対向している。他方、圧電性基板3の第2の主面3aは、第1の端縁部3d及び第2の端縁部3eを有する。第1の端縁部3d及び第2の端縁部3eは互いに対向している。本実施形態においては、第1の辺2d、第2の辺2e、第1の端縁部3d及び第2の端縁部3eは、平行に延びている。もっとも、第1の辺2d、第2の辺2e、第1の端縁部3d及び第2の端縁部3eは、互いに平行な方向からずれて延びていてもよい。
 平面視において、圧電性基板3の第1の端縁部3d及び第2の端縁部3eのうち第1の端縁部3dが、パッケージ基板2の第1の辺2d側に位置している。そして、平面視における、第1の辺2d及び第1の端縁部3dの間の距離を第1の外周縁間距離A1とし、第2の辺2e及び第2の端縁部3eの間の距離を第2の外周縁間距離A2としたときに、第1の外周縁間距離A1が第2の外周縁間距離A2よりも長い。
 ところで、圧電性基板3は結晶軸としてのX軸、Y軸及びZ軸を有する。圧電性基板3のZ軸は、圧電性基板3の厚み方向に対して傾斜している。より具体的には、図5に示すように、Z軸は、圧電性基板3の第3の主面3bから第2の主面3aに向かうにつれて第1の端縁部3d側に向かうように傾斜している。なお、本実施形態においては、第1の端縁部3dが延びる方向と、Z軸の方向とが直交している。そして、全ての弾性表面波共振子の弾性波伝搬方向と、Z軸の方向とが直交している。もっとも、第1の端縁部3dが延びる方向と、Z軸の方向とが交叉していればよい。必ずしも、全ての弾性表面波共振子の弾性波伝搬方向が、Z軸の方向と直交していなくともよい。
 図4に戻り、圧電性基板3の第2の主面3aには、上記入力端子9A、上記出力端子9B及び複数のグラウンド端子9Cが設けられている。グラウンド端子9Cはグラウンド電位に接続される。上記各端子にそれぞれ、上記バンプ8が接合されている。そして、弾性波素子チップ1は、複数のバンプ8により、パッケージ基板2に電気的に接続されている。
 ここで、複数の弾性表面波共振子の複数のIDT電極のうち、最も圧電性基板3の第1の端縁部3dに近い位置のIDT電極を端縁側IDT電極とする。本実施形態の特徴は、以下の構成を有することにある。1)第1の外周縁間距離A1が第2の外周縁間距離A2よりも長いこと。2)圧電性基板3のZ軸が、圧電性基板3の第3の主面3bから第2の主面3aに向かうにつれて第1の端縁部3d側に向かうように、圧電性基板3の厚み方向に対して傾斜していること。3)並列腕共振子P2のIDT電極4が端縁側IDT電極であり、該端縁側IDT電極の対数×交叉幅が、複数のIDT電極のそれぞれの対数×交叉幅のうち最も小さいこと。それによって、分極反転を抑制することができる。これを以下において説明する。
 分極反転は、圧電性基板に応力が加えられたり、IDT電極に電圧が印加されたりすることにより生じ得る。圧電性基板に応力が加えられた場合には、圧電性基板の表面に電荷が生じる。この電荷に起因して、IDT電極が設けられている部分に、電圧が印加されることとなる。電荷をQ、静電容量をC、電圧をVとしたときに、静電容量の公式Q=CVから明らかなように、静電容量Cが小さいほど、生じる電圧Vが高い。そして、生じる電圧が高いほど、分極反転が生じ易い。
 本実施形態においては、上記3)の構成のように、端縁側IDT電極の対数×交叉幅が、複数のIDT電極のそれぞれの対数×交叉幅のうち最も小さい。すなわち、端縁側IDT電極の静電容量が、複数のIDT電極の静電容量のうち最も小さい。この端縁側IDT電極が設けられている部分において、上記1)及び2)の構成により、大きな電荷が生じ難い。この詳細を以下の第1の参考例及び第2の参考例を用いて説明する。なお、第1の参考例及び第2の参考例においては、パッケージ基板及び圧電性基板が設けられているが、圧電性基板上における素子の種類、個数や位置は特に限定されない。
 図6は、第1の参考例の弾性波装置の変位量の分布を示す図である。図7は、第2の参考例の弾性波装置の変位量の分布を示す図である。上記変位量の分布は、弾性波装置に、常温25℃を基準として+100℃の温度変化を加えた場合の変位量[μm]を、有限要素法による熱応力解析により求めた結果である。
 図6に示す第1の参考例においては、本実施形態と同様に、パッケージ基板102の中心と、圧電性基板103の中心とが異なる。加えて、圧電性基板103のZ軸の方向は、本実施形態と同様である。すなわち、第1の参考例は、上記1)及び2)の構成を有する。他方、図7に示す第2の参考例においては、圧電性基板103のZ軸の方向は本実施形態と同じであるが、パッケージ基板112の中心と、圧電性基板103の中心とが一致している。すなわち、第2の参考例は、1)及び2)の構成うち2)の構成のみを有する。
 図6及び図7を比較して明らかなように、第1の参考例においては、第2の参考例よりも、圧電性基板103の第1の端縁部103d付近において、全体的に変位が小さくなっていることがわかる。よって、弾性波装置が1)及び2)の双方の構成を有することにより、圧電性基板103の第1の端縁部103d付近に加わる熱応力が小さくなり、第1の端縁部103d付近の変位が抑制されることがわかる。
 図4に戻り、本実施形態は、上記1)及び2)の構成を有するため、圧電性基板3の第1の端縁部3d付近に加わる熱応力を小さくすることができ、第1の端縁部3d付近の変位を抑制することができる。これにより、第1の端縁部3d付近に生じる電荷を小さくすることができる。よって、最も静電容量が小さい端縁側IDT電極が設けられた部分に生じる電荷を小さくすることができる。従って、生じる電圧を低くすることができ、分極反転を抑制することができる。
 加えて、本実施形態においては、図5に示すように、圧電性基板3における第1の端縁部3dを含む部分のZ軸に沿う寸法B1は、第2の端縁部3e付近の部分のZ軸に沿う寸法B2よりも大きい。よって、端縁側IDT電極が設けられている部分においては、抗電界が大きく、分極反転がより一層生じ難い。このように、最も静電容量が小さく、分極反転が生じ易い端縁側IDT電極が設けられている部分において、分極反転を生じ難くすることができる。従って、弾性波装置10全体として、分極反転を効果的に抑制することができる。
 なお、圧電性基板3の第2の主面3aは、分極軸方向における正側の面であってもよく、負側の面であってもよい。第2の主面3aが正側または負側のいずれの面であっても、上記のように、第1の端縁部3d付近に加わる熱応力を抑制することができる。
 弾性波素子チップ1は、複数の弾性表面波共振子を有していればよい。複数の弾性表面波共振子は、必ずしも直列腕共振子及び並列腕共振子を含んでいなくともよい。端縁側IDT電極の対数×交叉幅が、複数のIDT電極のそれぞれの対数×交叉幅のうち最も小さければよい。
 以下において、本実施形態のより詳細な構成及び好ましい構成を説明する。
 図1に示すように、パッケージ基板2の第1の主面2aには、複数の実装用端子12が設けられている。各実装用端子12に、バンプ8によって、入力端子9A、グラウンド端子9C及び上記出力端子9Bが接合されている。
 パッケージ基板2は積層基板である。各層間に、内部電極13が設けられている。一方で、パッケージ基板2における、第1の主面2aに対向している最外面には、複数の外部接続端子14が設けられている。さらに、パッケージ基板2内には、複数のビア電極7が設けられている。ビア電極7は、パッケージ基板2の少なくとも1層を貫通している。複数のビア電極7は、実装用端子12及び内部電極13を接続しているビア電極7と、内部電極13同士を接続しているビア電極7と、内部電極13及び外部接続端子14を接続しているビア電極7とを含む。なお、図1に示すパッケージ基板2は一例であって、パッケージ基板2の構成は上記に限定されない。
 複数のバンプ8は、Auバンプであることが好ましい。それによって、弾性波装置10を低背化することができる。
 本実施形態においては、パッケージ基板2上に、弾性波素子チップ1を覆うように封止樹脂層6が設けられている。これにより、弾性波素子チップ1が保護され、弾性波素子チップ1の破損を抑制することができる。
 さらに、封止樹脂層6が設けられていることにより、パッケージ基板2の変位を抑制することができる。加えて、図4に示すように、本実施形態においては、第1の外周縁間距離A1が、第2の外周縁間距離A2よりも長い。そのため、平面視における、パッケージ基板2の第1の辺2d及び圧電性基板3の第1の端縁部3dの間の部分において、封止樹脂層6に覆われている部分の面積を広くすることができる。これにより、パッケージ基板2における、圧電性基板3の第1の端縁部3d付近に位置している部分の、外力に対する強度を効果的に高めることができる。よって、パッケージ基板2に外力が加えられた際においても、圧電性基板3の第1の端縁部3d付近に加わる応力を抑制することができる。そして、分極反転が生じ易い端縁側IDT電極が設けられている部分における分極反転を、効果的に抑制することができる。従って、弾性波装置10全体として、分極反転を効果的に抑制することができる。
 本実施形態では、封止樹脂層6は、圧電性基板3の側面3c及び第3の主面3bを覆っている。もっとも、封止樹脂層6は、圧電性基板3の少なくとも側面3cを覆うように設けられていればよい。
 上述したように、圧電性基板は、圧電体層を含む積層基板であってもよい。例えば、図8に示す第1の実施形態の変形例における圧電性基板3Aは、支持基板15と、中間層16と、圧電体層17とを有する。支持基板15、中間層16及び圧電体層17がこの順序において積層されている。圧電体層17は、第2の主面17a及び第3の主面17bを有する。圧電体層17の第2の主面17a及び第3の主面17bのうち、第3の主面17bが支持基板15側に位置している。第2の主面17aにおいて、各弾性表面波共振子が構成されている。
 中間層16は、適宜の誘電体膜からなる。なお、中間層16は、単層の誘電体膜には限定されず、複数の誘電体膜の積層体からなっていてもよい。支持基板15の材料としては、例えば、シリコンなどの半導体や、適宜のセラミックスを用いることができる。なお、圧電性基板3Aは、支持基板15及び圧電体層17の積層基板であってもよい。
 圧電性基板が積層基板である構成は、第1の実施形態以外の本発明における構成にも適用することができる。
 第1の実施形態では、分極反転が生じ易い部分の例として、圧電性基板における、対数×交叉幅が最も小さいIDT電極が設けられた部分を示した。もっとも、本発明においては、上記以外のIDT電極が端縁側IDT電極である場合においても、弾性波装置全体として、分極反転を効果的に抑制することができる。この例を以下において示す。
 図9は、第2の実施形態に係る弾性波装置の、圧電性基板における第2の主面において構成された電極構造などを示す、略図的透視平面図である。
 本実施形態は、複数の並列腕共振子のうち最も入力端側に位置する並列腕共振子のIDT電極が、端縁側IDT電極である点において、第1の実施形態と異なる。さらに、本実施形態は、回路構成において第1の実施形態と異なる。上記の点以外においては、本実施形態の弾性波装置20は第1の実施形態の弾性波装置10と同様の構成を有する。
 本実施形態の弾性波素子チップ21はラダー型フィルタである。弾性波素子チップ21は、入力端子9A及び出力端子9Bと、複数のグラウンド端子9C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。より具体的には、複数の直列腕共振子は直列腕共振子S21及び直列腕共振子S22である。複数の並列腕共振子は並列腕共振子P21及び並列腕共振子P22である。
 入力端子9A及び出力端子9Bの間に、直列腕共振子S21及び直列腕共振子S22が互いに直列に接続されている。入力端子9Aとグラウンド端子9Cとの間に、並列腕共振子P21が接続されている。直列腕共振子S21及び直列腕共振子S22の間の接続点とグラウンド端子9Cとの間に、並列腕共振子P22が接続されている。もっとも、弾性波素子チップ21の回路構成は上記に限定されない。
 本実施形態においては、複数の並列腕共振子のうち最も入力端側、すなわち最も入力端子9A側に位置する並列腕共振子は、並列腕共振子P21である。より具体的には、並列腕共振子P21は、いずれの直列腕共振子も介さずに、入力端子9Aに接続されている。図9に示すように、並列腕共振子P21のIDT電極24が、端縁側IDT電極である。
 最も入力端側の並列腕共振子におけるIDT電極の一方のバスバーが接続されるホット電位は、複数の並列腕共振子が接続されるホット電位のうち最も高い。なお、本明細書において、ホット電位は信号電位を指す。さらに、他方のバスバーは、グラウンド電位に接続される。よって、最も入力端側の並列腕共振子におけるIDT電極に印加される電圧は大きい。そのため、圧電性基板における該IDT電極が設けられた部分においては、分極反転が生じ易い。
 これに対して、本実施形態は、第1の実施形態と同様に、上記1)及び上記2)の構成を有する。具体的には、第1の外周縁間距離A1が第2の外周縁間距離A2よりも長い。さらに、圧電性基板3のZ軸が、圧電性基板3の第3の主面3bから第2の主面3aに向かうにつれて第1の端縁部3d側に向かうように、圧電性基板3の厚み方向に対して傾斜している。これらに加えて、上記IDT電極24が端縁側IDT電極である。それによって、分極反転が生じ易い端縁側IDT電極が設けられている部分において、分極反転を効果的に生じ難くすることができる。従って、弾性波装置20全体として、分極反転を効果的に抑制することができる。
 並列腕共振子P21は、直列腕共振子を介さずに、入力端子9Aに接続されていることが好ましい。この場合には、並列腕共振子P21のIDT電極24である、端縁側IDT電極に印加される電圧が特に高い。よって、本発明が特に好適である。もっとも、並列腕共振子P21は、直列腕共振子を介して入力端子9Aに接続されていてもよい。
 ところで、上記第1の実施形態及び第2の実施形態においては、圧電性基板3及びパッケージ基板2は、平面視において矩形の形状を有する。圧電性基板3の第1の端縁部3d及び第2の端縁部3eは、矩形における長辺に相当する。もっとも、第1の端縁部3d及び第2の端縁部3eは、矩形における短辺に相当していてもよい。一方で、パッケージ基板2の第1の辺2d及び第2の辺2eは、矩形における長辺である。もっとも、第1の辺2d及び第2の辺2eは、矩形における短辺であってもよい。
 図10は、第3の実施形態に係る弾性波装置の、圧電性基板における第2の主面において構成された電極構造などを示す、略図的透視平面図である。
 本実施形態は、圧電性基板33の各端縁部の長さ、パッケージ基板32の各辺の長さ及び回路構成において第1の実施形態と異なる。本実施形態は、端縁側IDT電極の対数×交叉幅が、複数のIDT電極のそれぞれの対数×交叉幅のうち最も小さいことに限られない点においても、第1の実施形態と異なる。なお、本実施形態では、最も入力端側に位置する弾性表面波共振子におけるIDT電極の対数×交叉幅よりも、端縁側IDT電極の対数×交叉幅が小さい。上記の点以外においては、本実施形態の弾性波装置30は第1の実施形態の弾性波装置10と同様の構成を有する。
 本実施形態における圧電性基板33は、第1の端縁部33d、第2の端縁部33e、第3の端縁部33f及び第4の端縁部33gを有する。第3の端縁部33f及び第4の端縁部33gは、第1の端縁部33d及び第2の端縁部33eに接続されている。第3の端縁部33f及び第4の端縁部33gは互いに対向している。第1の端縁部33d及び第2の端縁部33eの長さは、第3の端縁部33f及び第4の端縁部33gの長さよりも短い。なお、第1の端縁部33d及び第2の端縁部33eの長さは、第3の端縁部33f及び第4の端縁部33gの長さよりも長くてもよい。
 パッケージ基板32は、第1の辺32d、第2の辺32e、第3の辺32f及び第4の辺32gを有する。第3の辺32f及び第4の辺32gは、第1の辺32d及び第2の辺32eに接続されている。第3の辺32f及び第4の辺32gは互いに対向している。第1の辺32d及び第2の辺32eの長さは、第3の辺32f及び第4の辺32gの長さよりも短い。なお、第1の辺32d及び第2の辺32eの長さは、第3の辺32f及び第4の辺32gの長さよりも長くてもよい。
 本実施形態の弾性波素子チップ31はラダー型フィルタである。弾性波素子チップ31は、入力端子9A及び出力端子9Bと、複数のグラウンド端子9C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。より具体的には、複数の直列腕共振子は、直列腕共振子S31a、直列腕共振子S31b、直列腕共振子S32a、直列腕共振子S32b及び直列腕共振子S33である。複数の並列腕共振子は、並列腕共振子P31a、並列腕共振子P31b、並列腕共振子P32a、並列腕共振子P32b及び並列腕共振子P33である。
 入力端子9A及び出力端子9Bの間に、直列腕共振子S31a、直列腕共振子S31b、直列腕共振子S32a、直列腕共振子S32b及び直列腕共振子S33が互いに直列に接続されている。なお、直列腕共振子S31a、直列腕共振子S31bは、1個の直列腕共振子が直列分割された分割共振子である。同様に、直列腕共振子S32a及び直列腕共振子S32bも、1個の直列腕共振子が直列分割された分割共振子である。
 直列腕共振子S31b及び直列腕共振子S32aの間の接続点とグラウンド端子9Cとの間に、並列腕共振子P31a及び並列腕共振子P31bが互いに直列に接続されている。直列腕共振子S32b及び直列腕共振子S33の間の接続点とグラウンド端子9Cとの間に、並列腕共振子P32a及び並列腕共振子P32bが互いに直列に接続されている。出力端子9Bとグラウンド端子9Cとの間に、並列腕共振子P33が接続されている。なお、並列腕共振子P31a及び並列腕共振子P31bは、1個の並列腕共振子が直列分割された分割共振子である。同様に、並列腕共振子P32a及び並列腕共振子P32bも、1個の並列腕共振子が直列分割された分割共振子である。他方、並列腕共振子P33は分割共振子ではない。もっとも、弾性波素子チップ31の回路構成は上記に限定されない。
 図10に示すように、本実施形態においては、並列腕共振子P33のIDT電極34が、端縁側IDT電極である。そして、最も入力端側、すなわち最も入力端子9A側に位置する弾性表面波共振子は、直列腕共振子S31aである。直列腕共振子S31aのIDT電極の対数×交叉幅よりも、端縁側IDT電極の対数×交叉幅が小さい。
 直列分割された分割共振子においては、印加される電圧を低くすることができるため、分割共振子が構成されている部分においては、分極反転は生じ難い。なお、ラダー型フィルタにおいては、必ずしも全ての共振子が直列分割されるわけではない。そして、直列分割されていない共振子のIDT電極が設けられている部分においては、分割共振子のIDT電極が設けられている部分よりも分極反転が生じ易い。さらに、上述したように、対数×交叉幅が小さいIDT電極では静電容量が小さいため、該IDT電極が設けられている部分においては、分極反転が生じ易い。加えて、並列腕共振子はホット電位及びグラウンド電位に接続されるため、加えられる電圧が大きい。そのため、並列腕共振子のIDT電極が設けられている部分においては分極反転が生じ易い。これらの、分極反転が生じ易い条件が全て、圧電性基板33におけるIDT電極34が設けられている部分に該当する。
 これに対して、本実施形態は、第1の実施形態と同様に、上記1)及び上記2)の構成を有する。具体的には、第1の外周縁間距離A1が第2の外周縁間距離A2よりも長い。さらに、圧電性基板33のZ軸が、圧電性基板33の第3の主面から第2の主面に向かうにつれて第1の端縁部33d側に向かうように、圧電性基板33の厚み方向に対して傾斜している。これらに加えて、上記IDT電極34が端縁側IDT電極である。それによって、分極反転が生じ易い端縁側IDT電極が設けられている部分において、分極反転を効果的に生じ難くすることができる。従って、弾性波装置30全体として、分極反転を効果的に抑制することができる。
 本実施形態においては、最も入力端側に位置する弾性表面波共振子は、直列腕共振子S31aのみである。なお、例えば、最も入力端側に位置する弾性表面波共振子が、直列腕共振子及び並列腕共振子の2個であってもよい。この場合には、最も入力端側に位置する弾性表面波共振子のうち少なくとも1個の弾性表面波共振子におけるIDT電極の対数×交叉幅よりも、端縁側IDT電極の対数×交叉幅が小さければよい。
 図11は、第4の実施形態に係る弾性波装置の、圧電性基板における第2の主面において構成された電極構造などを示す、略図的透視平面図である。図11においては、IDT電極及び反射器を、矩形に2本の対角線を加えた略図により示す。
 本実施形態は、第3の実施形態と同様の圧電性基板33及びパッケージ基板32を有する点、並びに複数のバンプ8の配置及び回路構成において第1の実施形態と異なる。上記の点以外においては、本実施形態の弾性波装置は第1の実施形態の弾性波装置10と同様の構成を有する。本実施形態における端縁側IDT電極の対数×交叉幅は、弾性波素子チップ41における複数のIDT電極の対数×交叉幅のうち最も小さい。
 図11に示すように、圧電性基板33の第1の端縁部33d、第2の端縁部33e、第3の端縁部33f及び第4の端縁部33gのそれぞれに沿って、複数のバンプ8が配置されている。なお、2つの端縁部が交わる部分付近に設けられたバンプ8は、該2つの端縁部の双方に沿って配置されているものとする。よって、本実施形態においては、各端縁部に沿って、それぞれ2個ずつのバンプ8が配置されている。
 第1の端縁部33dに沿って配置されている複数のバンプ8間のピッチは、第3の端縁部33f及び第4の端縁部33gに沿ってそれぞれ配置されている複数のバンプ8間のピッチよりも短い。端縁側IDT電極であるIDT電極44は、圧電性基板33の第1の端縁部33dに沿って配置されている複数のバンプ8のうち2つのバンプ8に挟まれるように配置されている。端縁側IDT電極が2つのバンプ8により挟まれており、かつ該バンプ8間のピッチが短いため、圧電性基板33における端縁側IDT電極が設けられている部分の変位を効果的に抑制することができる。
 加えて、第1の実施形態と同様の、上記1)及び2)の構成により、端縁側IDT電極が設けられている部分の変位をより一層抑制することができる。よって、分極反転が生じ易い端縁側IDT電極が設けられている部分における分極反転を、より一層抑制することができる。従って、弾性波装置全体として、分極反転をより一層抑制することができる。
 なお、端縁側IDT電極の少なくとも一部が、上記2つのバンプ8により挟まれるように配置されていればよい。以下において、本実施形態の回路構成を説明する。
 図12は、第4の実施形態における弾性波素子チップの回路図である。
 弾性波素子チップ41は、入力端子9A及び出力端子9Bと、縦結合共振子型弾性波フィルタ45と、直列腕共振子S41と、複数の並列腕共振子とを有する。より具体的には、複数の並列腕共振子は並列腕共振子P41及び並列腕共振子P42である。なお、本実施形態においては、直列腕共振子S41は直列トラップとして用いられている。並列腕共振子P41及び並列腕共振子P42は並列トラップとして用いられている。
 縦結合共振子型弾性波フィルタ45は5IDT型である。もっとも、縦結合共振子型弾性波フィルタ45のIDT電極の個数は5個に限定されない。縦結合共振子型弾性波フィルタ45は、例えば、3IDT型または7IDT型などであってもよい。
 入力端子9A及び出力端子9Bの間に、縦結合共振子型弾性波フィルタ45が接続されている。入力端子9A及び縦結合共振子型弾性波フィルタ45の間に、直列腕共振子S41が接続されている。入力端子9Aとグラウンド電位との間に、並列腕共振子P41が接続されている。出力端子9Bとグラウンド電位との間に、並列腕共振子P42が接続されている。本実施形態では、図11に示す、並列腕共振子P41のIDT電極44が、端縁側IDT電極である。なお、弾性波素子チップ41の回路構成は上記に限定されない。
 本実施形態のように、ピッチが短いバンプ間に端縁側IDT電極の少なくとも一部が挟まれている構成は、本実施形態以外の本発明における構成にも適用することができる。
 上記第1~第4の実施形態においては、弾性波素子チップは帯域通過型フィルタである。なお、弾性波素子チップは、デュプレクサやマルチプレクサなどであってもよい。あるいは、帯域通過型フィルタである複数の素子チップが、パッケージ基板上に搭載されていてもよい。これにより、弾性波装置全体として、デュプレクサやマルチプレクサなどとして構成されていてもよい。この例を以下において示す。
 図13は、第5の実施形態に係る弾性波装置の、圧電性基板における第2の主面において構成された電極構造などを示す、略図的透視平面図である。なお、図13においては、後述する素子チップ51Bにおける電極構造は省略している。
 本実施形態の弾性波装置50はデュプレクサである。より具体的には、弾性波装置50においては、パッケージ基板2の第1の主面2aに2個の素子チップが搭載されている。一方の素子チップは、第4の実施形態と同様の構成を有する弾性波素子チップ41である。弾性波素子チップ41は受信フィルタである。他方の素子チップ51Bも、本発明における弾性波素子チップの構成を有する。素子チップ51Bは送信フィルタである。
 弾性波素子チップ41及び素子チップ51Bは、図13に略図的に示す共通接続端子59に共通接続されている。本実施形態では、共通接続端子59はアンテナ端子である。アンテナ端子はアンテナに接続される。
 図13に示すように、本実施形態においても、第1の外周縁間距離A1は第2の外周縁間距離A2よりも長い。さらに、弾性波素子チップ41は、上記2)及び3)の構成を有する。素子チップ51Bにおいても同様である。従って、弾性波装置50全体として、分極反転を効果的に抑制することができる。
 なお、素子チップ51Bは、本発明における弾性波素子チップではなくともよい。弾性波装置50のように、複数の素子チップがパッケージ基板2に搭載されている場合においては、複数の素子チップのうち少なくとも1個が、本発明における弾性波素子チップであればよい。
 以下の第6~第8の実施形態においても、パッケージ基板に複数の素子チップが搭載されている例を示す。第6~第8の実施形態においても、第5の実施形態と同様に、弾性波装置全体として、分極反転を効果的に抑制することができる。
 図14は、第6の実施形態に係る弾性波装置の、圧電性基板における第2の主面において構成された電極構造などを示す、略図的透視平面図である。なお、図14においては、後述する素子チップ61B及び素子チップ61Cにおける、入力端子及び出力端子以外の電極構造は省略している。
 本実施形態の弾性波装置60はマルチプレクサである。より具体的には、弾性波装置60においては、パッケージ基板2の第1の主面2aに3個の素子チップが搭載されている。3個の素子チップは、具体的には、弾性波素子チップ1と、素子チップ61Bと、素子チップ61Cである。弾性波素子チップ1は、第1の実施形態と同様の構成を有する。なお、弾性波装置60の素子チップの個数は3個に限定されない。弾性波装置60は、4個以上の素子チップを有していてもよい。弾性波素子チップ1、素子チップ61B及び素子チップ61Cは、共通接続端子59に共通接続されている。
 なお、弾性波装置60では、第1の外周縁間距離A1は、平面視において、弾性波素子チップ1以外の素子チップ61Bまたは素子チップ61Cが設けられている部分の寸法も含む。以下の第7の実施形態及び第8の実施形態においても同様である。
 図15は、第7の実施形態に係る弾性波装置の、圧電性基板における第2の主面において構成された電極構造などを示す、略図的透視平面図である。
 本実施形態の弾性波装置は、弾性波素子チップ1と、素子チップ71Bとを有する。具体的には、パッケージ基板2の第1の主面2aに、第1の実施形態と同様の構成を有する弾性波素子チップ1が搭載されている。さらに、第1の主面2aには、素子チップ71Bが搭載されている。弾性波素子チップ1及び素子チップ71Bは電気的に接続されていない。弾性波素子チップ1及び素子チップ71Bは、互いに独立した素子である。
 図16は、第8の実施形態に係る弾性波装置の、圧電性基板における第2の主面において構成された電極構造などを示す、略図的透視平面図である。なお、図16においては、後述する素子チップ81B及び素子チップ81Cにおける電極構造は省略している。
 本実施形態の弾性波装置は、弾性波素子チップ1と、素子チップ81Bと、素子チップ81Cとを有する。具体的には、パッケージ基板2の第1の主面2aに、第1の実施形態と同様の構成を有する弾性波素子チップ1が搭載されている。さらに、第1の主面2aに、素子チップ81B及び素子チップ81Cが搭載されている。弾性波素子チップ1、素子チップ81B及び素子チップ81Cは電気的に接続されていない。弾性波素子チップ1、素子チップ81B及び素子チップ81Cは、互いに独立した素子である。
 ところで、上記第5~第8の実施形態における端縁側IDT電極は、第1の実施形態の端縁側IDT電極と同様とされていた。もっとも、第5~第8の実施形態における端縁側IDT電極は、第2の実施形態または第3の実施形態の端縁側IDT電極と同様とされていてもよい。これらの場合においても、弾性波装置全体として、分極反転を抑制することができる。
1…弾性波素子チップ
2…パッケージ基板
2a…第1の主面
2d,2e…第1,第2の辺
3,3A…圧電性基板
3a,3b…第2,第3の主面
3c…側面
3d,3e…第1,第2の端縁部
4…IDT電極
5A,5B…反射器
6…封止樹脂層
7…ビア電極
8…バンプ
9A…入力端子
9B…出力端子
9C…グラウンド端子
10…弾性波装置
12…実装用端子
13…内部電極
14…外部接続端子
15…支持基板
16…中間層
17…圧電体層
17a,17b…第2,第3の主面
18A,18B…第1,第2のバスバー
19A,19B…第1,第2の電極指
20…弾性波装置
21…弾性波素子チップ
24…IDT電極
30…弾性波装置
31…弾性波素子チップ
32…パッケージ基板
32a…第1の主面
32d~32g…第1~第4の辺
33…圧電性基板
33d~33g…第1~第4の端縁部
34…IDT電極
41…弾性波素子チップ
44…IDT電極
45…縦結合共振子型弾性波フィルタ
50…弾性波装置
51B…素子チップ
59…共通接続端子
60…弾性波装置
61B,61C,71B,81B,81C…素子チップ
102…パッケージ基板
103…圧電性基板
103d…第1の端縁部
112…パッケージ基板
P1,P2,P21,P22,P31a,P31b,P32a,P32b,P33,P41,P42…並列腕共振子
S1~S3,S21,S22,S31a,S31b,S32a,S32b,S33,S41…直列腕共振子

Claims (11)

  1.  第1の主面を含むパッケージ基板と、
     前記パッケージ基板の前記第1の主面に搭載されている弾性波素子チップであって、対向し合う第2の主面及び第3の主面を含む圧電体層と、前記第2の主面及び前記第3の主面のうち前記第1の主面側に位置している前記第2の主面に設けられており、それぞれ複数の電極指を有する複数のIDT電極と、を有する前記弾性波素子チップと、
    を備え、
     前記パッケージ基板の前記第1の主面が、対向し合う第1の辺及び第2の辺を有し、前記圧電体層の前記第2の主面が、平面視において、前記第1の辺及び前記第2の辺のうち前記第1の辺側に位置している第1の端縁部、及び前記第1の端縁部に対向している第2の端縁部を有し、平面視において、前記第1の辺及び前記第1の端縁部の間の距離が、前記第2の辺及び前記第2の端縁部の間の距離よりも長く、
     前記圧電体層が結晶軸としてのZ軸を有し、前記Z軸が、前記圧電体層の前記第3の主面から前記第2の主面に向かうにつれて前記第1の端縁部側に向かうように、前記圧電体層の厚み方向に対して傾斜しており、
     前記IDT電極を、前記複数の電極指が延びる方向と直交する方向から見たときに、隣り合う前記電極指同士が重なり合う領域が交叉領域であり、前記交叉領域の前記複数の電極指が延びる方向に沿う寸法が交叉幅であり、
     前記複数のIDT電極のうち、最も前記第1の端縁部に近い位置のIDT電極を端縁側IDT電極としたとき、前記端縁側IDT電極の前記複数の電極指の対数と、前記交叉幅との積が、前記複数のIDT電極のそれぞれの前記複数の電極指の対数と、前記交叉幅との積のうち最も小さい、弾性波装置。
  2.  第1の主面を含むパッケージ基板と、
     前記パッケージ基板の前記第1の主面に搭載されている弾性波素子チップであって、対向し合う第2の主面及び第3の主面を含む圧電体層と、前記第2の主面及び前記第3の主面のうち前記第1の主面側に位置している前記第2の主面に設けられており、それぞれ複数の電極指を有する複数のIDT電極と、を有する前記弾性波素子チップと、
    を備え、
     前記圧電体層の前記第2の主面において、それぞれ前記IDT電極を含む直列腕共振子及び複数の並列腕共振子が構成されており、
     前記パッケージ基板の前記第1の主面が、対向し合う第1の辺及び第2の辺を有し、前記圧電体層の前記第2の主面が、平面視において、前記第1の辺及び前記第2の辺のうち前記第1の辺側に位置している第1の端縁部、及び前記第1の端縁部に対向している第2の端縁部を有し、平面視において、前記第1の辺及び前記第1の端縁部の間の距離が、前記第2の辺及び前記第2の端縁部の間の距離よりも長く、
     前記圧電体層が結晶軸としてのZ軸を有し、前記Z軸が、前記圧電体層の前記第3の主面から前記第2の主面に向かうにつれて前記第1の端縁部側に向かうように、前記圧電体層の厚み方向に対して傾斜しており、
     前記複数のIDT電極のうち、最も前記第1の端縁部に近い位置のIDT電極を端縁側IDT電極としたとき、前記複数の並列腕共振子のうち最も入力端側に位置する並列腕共振子の前記IDT電極が、前記端縁側IDT電極である、弾性波装置。
  3.  第1の主面を含むパッケージ基板と、
     前記パッケージ基板の前記第1の主面に搭載されている弾性波素子チップであって、対向し合う第2の主面及び第3の主面を含む圧電体層と、前記第2の主面及び前記第3の主面のうち前記第1の主面側に位置している前記第2の主面に設けられており、それぞれ複数の電極指を有する複数のIDT電極と、を有する前記弾性波素子チップと、
    を備え、
     前記圧電体層の前記第2の主面において、それぞれ前記IDT電極を含む複数の弾性表面波共振子が構成されており、前記複数の弾性表面波共振子が、直列腕共振子及び複数の並列腕共振子を含み、
     前記パッケージ基板の前記第1の主面が、対向し合う第1の辺及び第2の辺を有し、前記圧電体層の前記第2の主面が、平面視において、前記第1の辺及び前記第2の辺のうち前記第1の辺側に位置している第1の端縁部、及び前記第1の端縁部に対向している第2の端縁部を有し、平面視において、前記第1の辺及び前記第1の端縁部の間の距離が、前記第2の辺及び前記第2の端縁部の間の距離よりも長く、
     前記圧電体層が結晶軸としてのZ軸を有し、前記Z軸が、前記圧電体層の前記第3の主面から前記第2の主面に向かうにつれて前記第1の端縁部側に向かうように、前記圧電体層の厚み方向に対して傾斜しており、
     前記IDT電極を、前記複数の電極指が延びる方向と直交する方向から見たときに、隣り合う前記電極指同士が重なり合う領域が交叉領域であり、前記交叉領域の前記複数の電極指が延びる方向に沿う寸法が交叉幅であり、
     前記複数のIDT電極のうち、最も前記第1の端縁部に近い位置のIDT電極を端縁側IDT電極としたとき、直列分割されていない前記並列腕共振子の前記IDT電極が前記端縁側IDT電極であり、かつ最も入力端側に位置する前記弾性表面波共振子のうち少なくとも1個の弾性表面波共振子における前記IDT電極の前記複数の電極指の対数と、前記交叉幅との積よりも、前記端縁側IDT電極の前記複数の電極指の対数と、前記交叉幅との積が小さい、弾性波装置。
  4.  前記圧電体層の前記第2の主面が、前記パッケージ基板の前記第1の主面に、複数のバンプにより接合されており、
     前記圧電体層の前記第2の主面が、前記第1の端縁部及び前記第2の端縁部にそれぞれ接続されており、かつ対向し合う第3の端縁部及び第4の端縁部を含み、
     前記第1~第4の端縁部のそれぞれに沿って、複数の前記バンプが配置されており、前記第1の端縁部に沿って配置されている前記複数のバンプ間のピッチが、前記第3の端縁部及び前記第4の端縁部に沿ってそれぞれ配置されている前記複数のバンプ間のピッチよりも短く、
     前記端縁側IDT電極の少なくとも一部が、前記第1の端縁部に沿って配置されている前記複数のバンプのうち2つのバンプに挟まれるように、前記端縁側IDT電極が配置されている、請求項1~3のいずれか1項に記載の弾性波装置。
  5.  前記圧電体層の前記第2の主面が、前記パッケージ基板の前記第1の主面に、複数のバンプにより接合されており、前記複数のバンプが複数のAuバンプである、請求項1~4のいずれか1項に記載の弾性波装置。
  6.  前記圧電体層が、前記第2の主面及び前記第3の主面に接続されている側面を含み、
     前記パッケージ基板上に、前記圧電体層の少なくとも前記側面を覆うように設けられている、封止樹脂層をさらに備える、請求項1~5のいずれか1項に記載の弾性波装置。
  7.  支持基板をさらに備え、
     前記支持基板及び前記圧電体層が積層されており、かつ前記圧電体層の前記第2の主面及び前記第3の主面のうち、前記第3の主面が前記支持基板側に位置している、請求項1~6のいずれか1項に記載の弾性波装置。
  8.  前記圧電体層に、ニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウムが用いられている、請求項1~7のいずれか1項に記載の弾性波装置。
  9.  前記パッケージ基板の前記第1の主面に、複数の素子チップが搭載されており、前記複数の素子チップのうち少なくとも1個が前記弾性波素子チップである、請求項1~8のいずれか1項に記載の弾性波装置。
  10.  デュプレクサであって、
     前記パッケージ基板の前記第1の主面に、2個の前記素子チップが搭載されており、一方の前記素子チップが受信フィルタであり、他方の前記素子チップが送信フィルタであり、前記2個の素子チップのうち少なくとも一方が前記弾性波素子チップである、請求項9に記載の弾性波装置。
  11.  マルチプレクサであって、
     前記パッケージ基板の前記第1の主面に、それぞれ帯域通過型フィルタである3個以上の前記素子チップが搭載されており、前記3個以上の素子チップのうち少なくとも1個が前記弾性波素子チップである、請求項9に記載の弾性波装置。
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