JP2004088551A

JP2004088551A - 弾性表面波装置、通信装置

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Publication number: JP2004088551A
Application number: JP2002248204A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Takamine; 高峰　裕一
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2002-08-28
Filing date: 2002-08-28
Publication date: 2004-03-18
Anticipated expiration: 2022-08-28
Also published as: US20040066115A1; JP3952907B2; US6879086B2

Abstract

【課題】特に通過帯域での伝送特性を改善できる弾性表面波装置を提供する。
【解決手段】少なくとも３つのくし型電極部２０５、２０６、２０７を有する、縦結合共振子型の弾性表面波フィルタ２０１を圧電基板３０１上に設ける。弾性表面波フィルタ２０１に少なくとも１つの弾性表面波共振子２０３を弾性表面波フィルタ２０１の少なくとも２つのくし型電極部２０５、２０７と直列接続させて設ける。弾性表面波フィルタ２０１と弾性表面波共振子２０３との間に入る寄生容量の値を６．５×１０^２／ｆ_０［ｐＦ］（ただし、ｆ_０は弾性表面波フィルタ２０１の通過帯域の中心周波数［ＭＨｚ］）以下とする。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、伝送特性を改善できる弾性表面波装置およびそれを用いた通信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年の携帯電話機（通信装置）の技術的進歩は、目覚しいものがある。これを実現するために、携帯電話機のＲＦ段に使用する弾性表面波装置にも、高性能化が求められている。弾性表面波装置を高性能化する手法として、例えば特開平７−３０３６７号公報に記載されているように、弾性表面波フィルタ、特に縦結合共振子型弾性表面波フィルタに対し、弾性表面波共振子を直列接続する構成が、広く用いられている。
【０００３】
図３に、この概略図を示す。図３の構成は、３つのくし型電極部（以下、ＩＤＴという）タイプの縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１０１に対して直列に、弾性表面波共振子１０２が接続されている。その際、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１０１と弾性表面波共振子１０２の周波数関係は、弾性表面波共振子１０２の反共振周波数が縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１０１の通過帯域より高周波側に、共振周波数が通過帯域内に位置するように設定されている。
【０００４】
これにより、弾性表面波共振子１０２の反共振周波数が縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１０１の通過帯域より高周波側に位置しているので通過帯域高周波側ごく近傍の減衰量が大きくなり、かつ共振周波数が通過帯域内に位置しているので通過帯域内の挿入損失の大きな劣化は生じない。
【０００５】
従来、弾性表面波装置の製造においては、製造工程において発生する不良品を除去するために、製品の完成段階以外に、ウェハ段階での特性選別を行うことがある。これにより、ウェハ段階で素子の不良品を除去しておくことで、不良品の素子までもパッケージに搭載してしまうことがなくなり、その結果、パッケージを無駄にすることがなくなり、コスト削減が可能となるためである。
【０００６】
このウェハ段階での特性選別を、針状のプローブを用いた測定にて行うために、専用の特性選別用パッド（以下、１測パッド）が設けられる。この１測パッドは、引き回しなどから発生する容量を低減するために、パッケージとの導通のための各電極パッドに隣接して設けることが多い。なお、１測パッドを別に設ける理由は、上記各電極パッドを用いてプローブによる測定を行った場合、上記各電極パッドがプローブの先端との当接により傷つき、パッケージとの接続に不具合を発生し易いためである。
【０００７】
図３の構成の弾性表面波装置を実際に実現する場合の、圧電基板上のレイアウトの例を図４に示す。図４において、斜め格子にて示した四角がバンプボンド、またはワイヤボンド用の電極パッド、斜線の四角がウェハ状態でフィルタ特性を、プローブを用いて測定し選別するための１測パッドを示している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図３の構成では、弾性表面波共振子１０２を直列接続しない構成に比べて、通過帯域内の挿入損失が悪化するという問題があった。この原因を調査した結果、通過帯域内の挿入損失を悪化させている原因は、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１０１と弾性表面波共振子１０２との間に入る（発生する）寄生容量が影響していることがわかった。
【０００９】
すなわち、図４に示すように、弾性表面波共振子１０２を弾性表面波フィルタ１０１の少なくとも２つのＩＤＴと直列接続する構造においては、それらを接続する配線である２本の各シグナルライン１０３、１０４が、電極パッド１０５、１測パッド１０６を囲むようなレイアウトになる。これにより、この２本のシグナルライン１０３、１０４と電極パッド１０５、１測パッド１０６との間で大きな寄生容量が発生し、この寄生容量が大きいことが、通過帯域内の挿入損失を悪化させている原因であることが分かった。
【００１０】
本発明の目的は、図３のように、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１０１に対して弾性表面波共振子１０２を直列接続した構成において、寄生容量を低減できる圧電基板上のレイアウトを提案し、通過帯域内の挿入損失が良好な、弾性表面波装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の弾性表面波装置は、以上の課題を解決するために、圧電基板上に弾性表面波の伝搬方向に沿って形成された少なくとも３つのＩＤＴを有する縦結合共振子型弾性表面波フィルタと、該縦結合共振子型弾性表面波フィルタの少なくとも２つのＩＤＴに対して直列に接続された弾性表面波共振子とを有し、縦結合共振子型弾性表面波フィルタと弾性表面波共振子との間に入る寄生容量の値が、６．５×１０^２／ｆ_０［ｐＦ］（ただし、ｆ_０は縦結合共振子型弾性表面波フィルタの通過帯域の中心周波数［ＭＨｚ］）以下に設定されていることを特徴としている。
【００１２】
上記構成によれば、縦結合共振子型弾性表面波フィルタと弾性表面波共振子との間に入る寄生容量の値を、６．５×１０^２／ｆ_０［ｐＦ］以下に設定したので、上記寄生容量に起因する挿入損失の増加や、ＶＳＷＲの劣化を抑制できて、通過帯域内の挿入損失が良好で、伝送特性に優れた弾性表面波装置を提供できる。
【００１３】
本発明の他の弾性表面波装置は、以上の課題を解決するために、圧電基板上に弾性表面波の伝搬方向に沿って形成された少なくとも３つのＩＤＴを有する縦結合共振子型弾性表面波フィルタと、該縦結合共振子型弾性表面波フィルタの少なくとも２つのＩＤＴに対して直列に接続された弾性表面波共振子とを有し、前記縦結合共振子型弾性表面波フィルタの少なくとも２つのＩＤＴと前記弾性表面波共振子とを直列接続する配線が、前記ＩＤＴに接続されるアース側電極パッドを取り囲むように配置され、該アース側電極パッド以外の電極パッドに隣接して接続される特性選別用パッドを有することを特徴としている。
【００１４】
上記構成によれば、電極パッドに隣接して接続される特性選別用パッドを有するので、上記特性選別用パッドを介して、プローブにより弾性表面波装置の特性を検査し、その検査結果から上記弾性表面波装置を選別できる。
【００１５】
また、上記構成では、特性選別用パッドが、前記縦結合共振子型弾性表面波フィルタの少なくとも２つのＩＤＴと前記弾性表面波共振子とを直列接続する配線により取り囲まれる、前記ＩＤＴに接続されるアース側電極パッド以外の電極パッドに隣接して接続されているので、上記特性選別用パッドは、前記配線により取り囲まれる、前記ＩＤＴに接続されるアース側電極パッドに隣接することを回避できる。
【００１６】
これにより、上記構成においては、特性選別用パッドがアース側電極パッドに隣接することに起因する寄生容量の増加を防止できて、上記寄生容量を、例えば６．５×１０^２／ｆ_０［ｐＦ］以下に設定できるので、上記寄生容量に起因する挿入損失の増加や、ＶＳＷＲの劣化を抑制でき、通過帯域内の挿入損失が良好で、伝送特性に優れた弾性表面波装置を提供できる。
【００１７】
上記弾性表面波装置では、前記縦結合共振子型弾性表面波フィルタはリフレクタを有し、前記縦結合共振子型弾性表面波フィルタのＩＤＴのうち、前記弾性表面波共振子に接続されているＩＤＴおよび前記リフレクタと隣り合っているＩＤＴ以外の全てのＩＤＴのアース端子が１つの電極パッドのみに接続されており、且つ、前記弾性表面波共振子に接続されているＩＤＴおよび前記リフレクタと隣り合っているＩＤＴ以外のＩＤＴのアース側のくし型電極が、電極指によって共通化されていることが好ましい。
【００１８】
上記構成によれば、弾性表面波共振子に接続されているＩＤＴおよび前記リフレクタと隣り合っているＩＤＴ以外のＩＤＴのアース側のくし型電極が、電極指によって共通化されているから、前記特性選別用パッドが、前記配線により取り囲まれる前記ＩＤＴに接続されるアース側電極パッドに隣接することの回避を確実化できる。
【００１９】
これにより、上記構成においては、特性選別用パッドがアース側電極パッドに隣接することに起因する寄生容量の増加をより確実に防止できて、上記寄生容量を、例えば６．５×１０^２／ｆ_０［ｐＦ］以下に設定できるので、上記寄生容量に起因する挿入損失の増加や、ＶＳＷＲの劣化を抑制でき、通過帯域内の挿入損失が良好で、伝送特性に優れた弾性表面波装置をより確実に提供できる。
【００２０】
上記弾性表面波装置においては、前記縦結合共振子型弾性表面波フィルタが、３つ若しくは５つのＩＤＴを有していることが望ましい。
【００２１】
上記弾性表面波装置では、前記縦結合共振子型弾性表面波フィルタの前記弾性表面波共振子に接続されているＩＤＴのシグナル側のくし型電極と、該前記弾性表面波共振子に接続されているＩＤＴに隣接するＩＤＴのアース側のくし型電極とが互いに隣り合っている箇所において、くし型電極のバスバーを他の箇所より細くしてもよい。
【００２２】
上記構成によれば、互いに隣り合っている箇所において、くし型電極のバスバーを他の箇所より細くしたことにより、前記の寄生容量を低減でき、上記寄生容量に起因する挿入損失の増加や、ＶＳＷＲの劣化を抑制でき、通過帯域内の挿入損失が良好で、伝送特性に優れた弾性表面波装置をより確実に提供できる。
【００２３】
上記弾性表面波装置においては、前記縦結合共振子型弾性表面波フィルタにおける、前記弾性表面波共振子が接続されている側に配置されているくし型電極部のアース端子に接続されている電極パッド、くし型電極部のアース端子と電極パッドを接続しているアースライン、および前記縦結合共振子型弾性表面波フィルタと前記弾性表面波共振子とを接続しているシグナルラインの少なくとも一つと圧電基板との間に絶縁層を設けてもよい。
【００２４】
上記構成によれば、電極パッド、アースライン、およびシグナルラインの少なくとも一つと圧電基板との間に、圧電基板より誘電率の小さい絶縁層を設けることで寄生容量値を減らすことができ、特性を改善できる。
【００２５】
上記弾性表面波装置では、前記弾性表面波装置に、平衡−不平衡変換機能を持たせてもよい。上記弾性表面波装置においては、前記圧電基板が、フェイスダウン工法でパッケージ内に収納されていてもよい。
【００２６】
本発明の通信装置は、前記の課題を解決するために、上記の何れかに記載の弾性表面波装置を有することを特徴としている。上記構成によれば、挿入損失が低減された、優れた伝送特性を備えた弾性表面波装置を有しているので、通信特性を向上できる
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明の弾性表面波装置に係る各実施例について図１、図２、図５ないし図３３に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００２８】
（実施例１）
図１、図２、および図５を用いて、本発明の実施例１の構成を説明する。なお、以後の各実施例では、ＤＣＳ受信用フィルタ（通過帯域の中心周波数：１８４２．５ＭＨｚ）を例にとって説明を行っていく。まず、図２を用いて、実施例１の電極構成について説明する。
【００２９】
実施例１では、図２に示すように、４０±５°ＹｃｕｔＸ伝搬ＬｉＴａＯ_３からなる圧電基板３０１上に、各縦結合共振子型弾性表面波フィルタ２０１、２０２、および各縦結合共振子型弾性表面波フィルタ２０１、２０２に対してそれぞれ直列に接続された各弾性表面波共振子２０３、２０４が、アルミニウム（Ａｌ）電極により形成されている。
【００３０】
各縦結合共振子型弾性表面波フィルタ２０１、２０２は、それらの弾性表面波の伝搬方向に沿って配置されていることが小型化を図れることから好ましい。各弾性表面波共振子２０３、２０４についても、それらの弾性表面波の伝搬方向に沿って配置されていることが小型化を図れることにより望ましい。実施例１の構成は、各縦結合共振子型弾性表面波フィルタ２０１、２０２を用いて平衡−不平衡変換機能を持たせた弾性表面波装置である。
【００３１】
縦結合共振子型弾性表面波フィルタ２０１の構成は、ＩＤＴ（くし型電極部）２０６を弾性表面波の伝搬方向に沿って両側から挟み込むように各ＩＤＴ２０５、２０７がそれぞれ形成され、さらに、それらの両側にリフレクタ２０８、２０９がそれぞれ形成されている。
【００３２】
ＩＤＴ２０５は、帯状の基端部（バスバー）と、その基端部の一方の側部から直交する方向に延びる複数の、互いに平行な電極指とを備えたくし型電極を２つ備えており、上記各くし型電極の電極指の側部を互いに対面するように互いの電極指間に入り組んだ状態にて上記各くし型電極を有するものである。
【００３３】
このようなＩＤＴ２０５では、各電極指の長さや幅、隣り合う各電極指の間隔、互いの電極指間での入り組んだ状態の対面長さを示す交叉幅を、それぞれ設定することにより信号変換特性や、通過帯域の設定が可能となっている。また、他の各ＩＤＴについても、ＩＤＴ２０５と同様である。リフレクタは、伝搬してきた弾性表面波を伝搬してきた方向に反射する機能を有するものである。
【００３４】
その上、図２を見るとわかるように、ＩＤＴ２０５とＩＤＴ２０６との間、およびＩＤＴ２０６とＩＤＴ２０７との間における、数本の電極指のピッチを、ＩＤＴの他の部分よりも小さく設定している（図２の２１８、２１９の箇所）。
【００３５】
縦結合共振子型弾性表面波フィルタ２０２の構成は、基本的には縦結合共振子型弾性表面波フィルタ２０１と同じであるが、各ＩＤＴ２０５、２０７に対して、各ＩＤＴ２１０、２１２は、それらの位相が反転されている点が異なる。各ＩＤＴ２０６、２１１は不平衡信号端子２１５、各ＩＤＴ２０５、２０７、各ＩＤＴ２１０、２１２はそれぞれ各弾性表面波共振子２０３、２０４を介して、それぞれ各平衡信号端子２１６、２１７に接続されている。
【００３６】
弾性表面波共振子２０３の構成では、ＩＤＴ２２３を弾性表面波の伝搬方向に沿って両側から挟み込むように各リフレクタ２２２、２２４がそれぞれ形成されている。弾性表面波共振子２０４の構成は、弾性表面波共振子２０３と全く同じ構成である。図１に、実施例１の構成の、実際の圧電基板３０１上でのレイアウトを示す。図１において、図２に対応する箇所は同じ部材番号を用いて示している。図１では、斜め格子の四角がパッケージと導通を取るためのバンプボンド用電極パッド、斜線の四角が１測パッドである。
【００３７】
実施例１の弾性表面波装置は、図５に示すように、圧電基板３０１の電極面とパッケージ４００のダイアタッチ面４０３との間をバンプ４０６で導通を取り、圧電基板３０１での弾性表面波の発生を阻害しないように圧電基板３０１の電極面上に空間４０５を確保するフェイスダウン工法を用いて作製されている。パッケージ４００は底板４０１と側壁部４０２とキャップ４０４とを有している。
【００３８】
実施例１の特徴は、図１において、ＩＤＴ２０５、２０７とＩＤＴ２２３、およびＩＤＴ２１０と２１２とＩＤＴ２２６をそれぞれ接続している各引き回し３０４、３０５、および各引き回し３０６、３０７の間にある各ＩＤＴ２０６、２１１のアース端子に、バンプボンド用の各電極パッド３０２、３０３のみがそれぞれ接続されて１測パッドが省かれており、かつ、上記の各電極パッド３０２、３０３以外の各電極パッドに隣接して１側パッドをそれぞれ設けたことである。
【００３９】
上記の隣接とは、互いに近接して隣り合うことも含む。また、設ける１測パッドは、各ＩＤＴのシグナル端子およびアース端子とそれらに対応する各電極パッドとを接続する引き回し上に設けられていることが、引き回しを必要以上に長くなることを回避できるから好ましい。
【００４０】
それに伴い、図２に示すように、ＩＤＴ２０６のアース端子（アース側くし型電極）と各ＩＤＴ２０５、２０７のアース端子（アース側くし型電極）が２２８、２２９の箇所（互いに隣り合う箇所）において、ＩＤＴ２１１のアース端子（アース側くし型電極）と各ＩＤＴ２１０、２１２のアース端子（アース側くし型電極）が２３０、２３１の箇所（互いに隣り合う箇所）において、電極指を用いて共通化、つまり互いに接続されている。
【００４１】
これにより、各ＩＤＴ２０６、２１１のアース端子に１測パッドをそれぞれ接続して設けなくても、各ＩＤＴ２０５、２０７の少なくとも何れかのアース端子、および各ＩＤＴ２１０、２１２の少なくとも何れかのアース端子に接続した１測パッドを介して、作製した弾性表面波装置のフィルタ特性をウェハ状態で確認して、ウェハ状態の上記各弾性表面波装置に関する特性選別をそれぞれ迅速に行うことができる。
【００４２】
各縦結合共振子型弾性表面波フィルタ２０１、２０２の詳細な設計は、ピッチを小さくしていない電極指のピッチで決まる波長をλＩとすると、
交叉幅：４１．８λＩ
ＩＤＴ本数（２０５、２０６、２０７の順）：１８（３）／（３）３３（３）／（３）１８本（カッコ内はピッチを小さくした電極指の本数）
リフレクタ本数：６０本（２０１）、９０本（２０２）
ｄｕｔｙ：０．７２（ＩＤＴ）、０．５７（リフレクタ）
電極膜厚：０．０９２λＩ
弾性表面波共振子４０３、４０４の詳細な設計は、以下のとおりである。
交叉幅：３４．９λＩ
ＩＤＴ本数：２５０本
リフレクタ本数：３０本
ｄｕｔｙ：０．６０
電極膜厚：０．０９３λＩ
次に、本実施例１に係る弾性表面波装置の作用・効果について説明する。図６、図７に、実施例１の構成の周波数−伝送特性、および周波数−ＶＳＷＲ特性を示す。比較として図８、図９に示す、比較例１の構成の周波数−伝送特性、および周波数−ＶＳＷＲ特性も示す。
【００４３】
比較例１の構成は、実施例１に記載の各ＩＤＴ２０５〜２０７のアース端子、各ＩＤＴ２１０〜２１２のアース端子をそれぞれ互いに分離した各ＩＤＴ２０５ａ〜２０７ａ、各ＩＤＴ２１０ａ〜２１２ａを備えた各縦結合共振子型弾性表面波フィルタ２０１ａ、２０２ａを用い、さらに、ＩＤＴ２０６ａ、２１１ａのアース端子に１測パッド５０１、５０２を設けている。それ以外の設計パラメータ等は、すべて同じである。
【００４４】
ちなみに、比較例１に比べて、実施例１では、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ２０１と弾性表面波共振子２０３との間、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ２０２と弾性表面波共振子２０４との間に入る寄生容量が、約０．１ｐＦ小さい。図１、図２に示す実施例１の寄生容量の大きさは約０．３０ｐＦであり、比較例１（図８、図９）の寄生容量の大きさは約０．４０ｐＦであった。
【００４５】
図６、図７を見ると、周波数−伝送特性、周波数−ＶＳＷＲ特性のどちらも実施例１の方が比較例１より良好であることがわかる。通過帯域内の挿入損失が良化した理由は、縦結合共振子型弾性表面波フィルタと弾性表面波共振子との間に入る寄生容量が減ったために、特性インピーダンスからの不整合が小さくなったことも一つの要因であるが、これ以外の別の損失要因も低減されることがわかった。
【００４６】
すなわち、図１０に、実施例１と比較例１の周波数−伝送特性から、シミュレーションで不整合損を取り除いた（すべての周波数ポイントのインピーダンスを、特性インピーダンスと一致させた）場合の周波数−伝送特性を示す。
【００４７】
図１０を見ると、不整合損を取り除いても実施例１の方が挿入損失は小さい。つまり、縦結合共振子型弾性表面波フィルタと弾性表面波共振子との間に入る寄生容量を減らすことは、不整合損だけではなく、不整合損以外の別の損失要因も低減する効果を有すると言える。
【００４８】
次に、具体的に縦結合共振子型弾性表面波フィルタと弾性表面波共振子との間の寄生容量を、どれだけにすればよいかを調査した。調査の方法は、縦結合共振子型弾性表面波フィルタと弾性表面波共振子との間の寄生容量をシミュレーションで０．１５ｐＦ〜０．４５ｐＦまで変化させ、ＤＣＳ受信用フィルタとして必要な通過帯域幅７５ＭＨｚを満足できる挿入損失の値を求めた。その結果を図３３に示す。
【００４９】
図３３を見ると、縦結合共振子型弾性表面波フィルタと弾性表面波共振子との間の寄生容量の値が小さくなるほど、通過帯域幅７５ＭＨｚを満足できる挿入損失が小さくなっていることがわかる。一般的にＤＣＳ受信用フィルタの挿入損失の市場要求は常温時で２ｄＢであり、図３３より、これを満足するためには縦結合共振子型弾性表面波フィルタと弾性表面波共振子との間の寄生容量の値を０．３５ｐＦ以下にする必要があることがわかる。
【００５０】
つまり、中心周波数が１８４２．５ＭＨｚであるＤＣＳ受信用フィルタにおいては、０．３５ｐＦまでの寄生容量が、挿入損失が良好なフィルタを得るために、縦結合共振子型弾性表面波フィルタと弾性表面波共振子との間に入ってよい許容範囲と言える。
【００５１】
これにより、許容できる容量値が、１８４２．５×０．３５≒６．５×１０^２の値を中心周波数［ＭＨｚ］で割った値が、使用する中心周波数に対して、一般化して許容できる容量値の上限値となるので、許容できる寄生容量の範囲は、６．５×１０^２／ｆ_０［ｐＦ］（ｆ_０は縦結合共振子型弾性表面波フィルタの通過帯域の中心周波数［ＭＨｚ］）以下と表すことができる。
【００５２】
縦結合共振子型弾性表面波フィルタと弾性表面波共振子との間に入る寄生容量を減らす手段として、実施例１のように１測パッドの省略だけではなく、図２のようにＩＤＴ２０６、２１１のアース端子を電極指で他のＩＤＴのアース端子と共通にし、さらに，バンプボンド用の各電極パッド３０２、３０３も、図１１のように省いた各縦結合共振子型弾性表面波フィルタ２０１ｂ、２０２ｂを用いることも考えられる。この場合でも、各ＩＤＴ２０６、２１１のアース端子が電極指を介して他のＩＤＴのアース端子と共通となっているので、ウェハ状態での特性選別は可能である。
【００５３】
しかし、図１１の構成のように、バンプボンド用の電極パッド３０２、３０３をなくしてしまうと、各ＩＤＴ２０６、２１１のアースが弱くなることでオーミック損が増加し、図１２のように比較例１よりさらに挿入損失が悪化してしまう。つまり、最も良好な挿入損失を得るためには、図１のように、各ＩＤＴ２０６、２１１にはバンプボンド、もしくはワイヤボンド用の電極パッドをそれぞれ１つだけ接続することが望ましい。
【００５４】
以上説明したように実施例１では、弾性表面波共振子を直列接続した２つの縦結合共振子型弾性表面波フィルタを用いて平衡−不平衡変換機能を持たせた弾性表面波装置において、縦結合共振子型弾性表面波フィルタと弾性表面波共振子との間の寄生容量を低減するために、中央ＩＤＴのアース端子の１測パッドをなくすことで、通過帯域内の挿入損失、およびＶＳＷＲを改善することができる。さらに中央ＩＤＴのアース端子を左右ＩＤＴのアース端子と共通化することで、中央ＩＤＴのアース端子の１測パッドがなくても、ウェハ状態で特性選別が可能である。
【００５５】
実施例１では平衡−不平衡変換機能を持たせた弾性表面波装置の例を示したが、図１３のように平衡−不平衡変換機能を有さない弾性表面波装置においても、図１４のように縦結合共振子型弾性表面波フィルタの中央ＩＤＴのアース端子に接続される１測パッドをなくすことで、縦結合共振子型弾性表面波フィルタと弾性表面波共振子との間の寄生容量が低減し、通過帯域内の挿入損失が改善した弾性表面波装置を得ることができる。
【００５６】
また、平衡−不平衡変換機能を持たせた弾性表面波装置の別の例としては、図１５のように実施例１とは逆に、左右ＩＤＴを不平衡信号端子、中央ＩＤＴを平衡信号端子に接続する構成の弾性表面波装置においても、図１６のように縦結合共振子型弾性表面波フィルタの中央ＩＤＴのアース端子に接続される１測パッドをなくすことで、縦結合共振子型弾性表面波フィルタと弾性表面波共振子との間の寄生容量が低減し、通過帯域内の挿入損失を改善した弾性表面波装置を得ることができる。
【００５７】
また、図１７のように、１つの縦結合共振子型弾性表面波フィルタを用い、その中央ＩＤＴを弾性表面波の伝搬方向に沿って２分割することで平衡−不平衡変換機能を有する構成の弾性表面波装置においても、図１８のように縦結合共振子型弾性表面波フィルタの中央ＩＤＴのアース端子に接続される１測パッドをなくすことで、縦結合共振子型弾性表面波フィルタと弾性表面波共振子との間の寄生容量が低減し、通過帯域内の挿入損失を改善した弾性表面波装置を得ることができる。
【００５８】
また、実施例１では図５のように、バンプボンド法を用いるフェイスダウン工法にて、パッケージ４００と圧電基板３０１上の各電極パッドとの導通を取る方法で弾性表面波装置を作製したが、これはワイヤボンド工法であっても問題はない。
【００５９】
また、フェイスダウン工法で作製する構成としては図５の構成に限らず、例えば図１９のように集合基板１００１上に圧電基板１００２をフリップチップ工法で接合し、その上に樹脂１００３を覆って封止して、ダイシングにより１パッケージ単位に切断する構成、図２０のように同じく集合基板１１０１上に圧電基板１１０２をフリップチップ工法で接合し、その上にシート状の樹脂材１１０３を覆って封止して、ダイシングにより１パッケージ単位に切断する構成で、弾性表面波装置が作製されていてもよい。
【００６０】
さらに、実施例１では、４０±５°ＹｃｕｔＸ伝搬ＬｉＴａＯ_３からなる圧電基板３０１を用いたが、効果が得られる原理からもわかるとおり、本発明はこの圧電基板３０１に限らず、例えば６４°〜７２°ＹｃｕｔＸ伝搬ＬｉＮｂＯ_３、４１°ＹｃｕｔＸ伝搬ＬｉＮｂＯ_３などの圧電基板でも同様な効果が得られる。
【００６１】
（実施例２）
図２１、図２２を用いて、本発明の実施例２の構成を説明する。まず、図２１を用いて、実施例２の電極構成について説明する。実施例２では、４０±５°ＹｃｕｔＸ伝搬ＬｉＴａＯ_３からなる圧電基板３０１上に、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１２０１および縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１２０１と、それらに対して直列に接続された弾性表面波共振子１２０２が、Ａｌ電極により形成されている。
【００６２】
縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１２０１の構成においては、弾性表面波の伝搬方向に沿って配置された各ＩＤＴ１２０３〜１２０７を挟み込むように各リフレクタ１２０８、１２０９がそれぞれ形成されている。図２１を見るとわかるように、２つのＩＤＴが隣り合う箇所の電極指のピッチを、ＩＤＴの他の部分よりも小さくしている（図２１の１２１０〜１２１３の箇所）。
【００６３】
各ＩＤＴ１２０３、１２０５、１２０７は弾性表面波共振子１２０２を介して不平衡信号端子１２１４に、また、各ＩＤＴ１２０４、１２０６はそれぞれ平衡信号端子１２１５、１２１６に接続されている。このとき、ＩＤＴ１２０４に対してＩＤＴ１２０６が位相反転されており、これにより平衡−不平衡変換機能を持たせている。
【００６４】
弾性表面波共振子１２０２の構成は、ＩＤＴ１２１７を挟み込むように各リフレクタ１２１８、１２１９が形成されている。図２２に、実施例２における、圧電基板３０１上の実際のレイアウトを示す。図２２において、図２１に対応する箇所は同じ部材番号を用いて示されている。
【００６５】
図２２にて示すレイアウトでは、斜め格子状の四角がパッケージと導通を取るためのバンプボンド用電極パッド、斜線の四角が１測パッドである。実施例２の特徴は、図２２において、各ＩＤＴ１２０３、１２０５、１２０７とＩＤＴ１２１７とをそれぞれ接続している各引き回し１３０４、１３０５、１３０６の間に配置されている各ＩＤＴ１２０４、１２０６のアース端子に、バンプボンド用電極パッド１３０２、１３０３のみがそれぞれ接続され、１測パッドがない、つまり省かれていることである。
【００６６】
それに伴い図２１において、ＩＤＴ１２０４のアース端子とＩＤＴ１２０３のアース端子が１２２０の箇所（互いに隣り合う箇所）において、ＩＤＴ１２０６のアース端子とＩＤＴ１２０７のアース端子が１２２１の箇所（互いに隣り合う箇所）において、電極指を用いて共通化されている。これにより、各ＩＤＴ１２０４、１２０６のアース端子に１測パッドを接続しなくても、ウェハ状態でフィルタ特性を確認して特性選別を行うことができる。
【００６７】
縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１２０１の詳細な設計は、ピッチを小さくしていない電極指のピッチで決まる波長をλＩとすると、
交叉幅：３７．１λＩ
ＩＤＴ本数（１，２０３、１２０４、１２０５、１２０６、１２０７の順）：２２（３）／（３）３１（３）／（３）３７（３）／（３）３１（３）／（３）２２本（カッコ内はピッチを小さくした電極指の本数）
リフレクタ本数：６０本
ｄｕｔｙ：０．７２（ＩＤＴ）、０．５７（リフレクタ）
電極膜厚：０．０９２λＩ
弾性表面波共振子１２０２の詳細な設計は、以下のとおりである。
交叉幅：５０．７λＩ
ＩＤＴ本数：２５０本
リフレクタ本数：３０本
ｄｕｔｙ：０．６０
電極膜厚：０．０９３λＩ
次に、本実施例２の構成に関する作用・効果について説明する。図２３および図２４に、実施例２の構成の周波数−伝送特性および周波数−ＶＳＷＲ特性をそれぞれ示す。比較として、図２５および図２６に、比較例２の構成を示す、また、比較例２の周波数−伝送特性および周波数−ＶＳＷＲ特性を図２３および図２４に合わせてそれぞれ示す。
【００６８】
比較例２の構成は実施例２に対して、各ＩＤＴ１２０４、１２０６のアース端子に１測パッドを設け、さらに各ＩＤＴ１２０３、１２０４間の、各ＩＤＴ１２０６、１２０７間のアース端子を互いに分離している。それ以外の設計パラメータ等は、すべて同じである。
【００６９】
図２３、図２４を見ると、周波数−伝送特性、周波数−ＶＳＷＲ特性のどちらも実施例２の方が比較例２より良好であることがわかる。また、図２７に、実施例２と比較例２の周波数−伝送特性から、シミュレーションで不整合損を取り除いた場合の周波数−伝送特性を示す。図２７を見ると、実施例２のほうが、比較例２よりも挿入損失が小さいことがわかる。
【００７０】
つまり実施例２のように５つのＩＤＴを用いた場合においても、実施例１と同様に縦結合共振子型弾性表面波フィルタと弾性表面波共振子との間の寄生容量を低減することで、不整合損だけではなく別の損失要因も低減され、通過帯域内の挿入損失が良好な弾性表面波装置が得られる。
【００７１】
以上説明したように、実施例２では、弾性表面波共振子を直列接続した、５つのＩＤＴを有する縦結合共振子型弾性表面波フィルタを用いて平衡−不平衡変換機能を持たせた弾性表面波装置において、縦結合共振子型弾性表面波フィルタと弾性表面波共振子との間の寄生容量を低減することで、通過帯域内の挿入損失、およびＶＳＷＲを改善することができる。
【００７２】
実施例２では、図２１における各ＩＤＴ１２０４、１２０６を平衡信号端子に接続して平衡−不平衡変換機能を有する例を示したが、例えば図２８のように、中央に位置するＩＤＴ１３０３を、弾性表面波の伝搬方向に沿って２分割して、各ＩＤＴ１３０１、１３０３、１３０５を平衡信号端子に接続する構成においても、図２９のようにＩＤＴ１３０３のアース端子に接続される１測パッドをなくすことで、縦結合共振子型弾性表面波フィルタと弾性表面波共振子との間の寄生容量が低減し、通過帯域内の挿入損失が改善した弾性表面波装置を得ることができる。
【００７３】
（実施例３）
図３０に、本発明の実施例３を示す。実施例３では実施例１で示した構成に加えて、各ＩＤＴ２０５ｃ、２０６ｃ、２０７ｃ、２１０ｃ、２１１ｃ、２１２ｃのバスバーにおいて、シグナル電極とアース電極とが互いに隣り合い、各縦結合共振子型弾性表面波フィルタ２０１ｃ、２０２ｃと各弾性表面波共振子２０３、２０４との間に寄生容量が入る（発生する）箇所（図３０では、１５０１〜１５０４）において、バスバーを他の箇所より細くなるように設定している。
【００７４】
言い換えると、各ＩＤＴ２０５ｃ、２０６ｃ、２０７ｃ、２１０ｃ、２１１ｃ、２１２ｃのバスバーにおける、シグナル電極とアース電極とが互いに隣り合い、各弾性表面波共振子２０３、２０４に近い側の各隅において、上記隣り合う間隔が、外方に向かって（弾性表面波の伝搬方向に対して直交する外向き）順次広くなるように設定されている。このとき、バスバーの細く設定した幅は、それに繋がる電極指の幅より大きいことが望ましい。また、その広がり方は、直線的でも曲線的でもよいが、強度の点や製造し易さから、曲線状に広げるほうが好ましい。
【００７５】
次に、本実施例３の作用・効果について説明する。図３０の構成においては、実施例１よりもさらに縦結合共振子型弾性表面波フィルタと弾性表面波共振子との間の寄生容量が低減され、さらに通過帯域内の挿入損失が改善された弾性表面波装置が得られる。
【００７６】
（実施例４）
本発明の実施例４に係る弾性表面波装置では、図３１に示すように、実施例１で示した構成に加えて、縦結合共振子型弾性表面波フィルタと弾性表面波共振子とを接続している各引き回し３０４〜３０７、およびパンプパッド用の各電極パッド３０２、３０３と圧電基板３０１との間で、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ２０１、２０２と弾性表面波共振子２０３、２０４との間にて挟まれた各領域に、圧電基板３０１より比誘電率が小さい、各絶縁層１４０１、１４０２がそれぞれ設けられている。
【００７７】
つまり、本実施例４においては、弾性表面波共振子２０３、２０４が接続されている側に配置されている、ＩＤＴのアース端子に接続されている電極パッド３０２，３０３、ＩＤＴのアース端子と電極パッドを接続しているアースライン、および縦結合共振子型弾性表面波フィルタ２０１、２０２と弾性表面波共振子２０３、２０４とを接続している各シグナルライン３０４〜３０７の少なくとも一つと圧電基板３０１との間に、上記各絶縁層１４０１、１４０２が設けられている。
【００７８】
図３２に、前記各領域における一方の箇所の断面図を示す。圧電基板３０１上に絶縁層１４０２が形成され、その絶縁層１４０２上に各引き回し３０６、３０７や電極パッド３０３が設けられている。各絶縁層１４０１、１４０２としては、感光性ポリイミド等の感光性樹脂、ＳｉＯ_２、ＳｉＮ等が挙げられる。
【００７９】
次に、本実施例４の作用・効果を説明する。図３１のように、圧電基板３０１と各引き回し３０４〜３０７との間に各絶縁層１４０１、１４０２を設けると、絶縁層１４０１、１４０２は圧電基板３０１より比誘電率が小さいために、前述したコンデンサの容量値の式に基づき、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ２０１、２０２と弾性表面波共振子２０３、２０４との間に入る寄生容量を低減することができる。これにより、本実施例４においては、前記の実施例１より、さらに通過帯域内の挿入損失を改善した弾性表面波装置が得られる。
【００８０】
なお、上記の各実施例１ないし４では、それぞれの構成による作用・効果を説明したが、それら実施例１ないし４は、どのように組み合わせてもよい。
【００８１】
（実施例５）
次に、本発明に係る、上記実施例１ないし４の何れかに記載の弾性表面波装置を用いた通信装置について図３４に基づき説明する。図３４に示すように、上記通信装置６００は、受信を行うレシーバ側（Ｒｘ側）として、アンテナ６０１、アンテナ共用部／ＲＦＴｏｐフィルタ６０２、アンプ６０３、Ｒｘ段間フィルタ６０４、ミキサ６０５、１ｓｔＩＦフィルタ６０６、ミキサ６０７、２ｎｄＩＦフィルタ６０８、１ｓｔ＋２ｎｄローカルシンセサイザ６１１、ＴＣＸＯ（ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ　ｃｒｙｓｔａｌ　ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ（温度補償型水晶発振器））６１２、デバイダ６１３、ローカルフィルタ６１４を備えて構成されている。
【００８２】
Ｒｘ段間フィルタ６０４からミキサ６０５へは、図３４に二本線で示したように、バランス性を確保するために各平衡信号にて送信することが好ましい。
【００８３】
また、上記通信装置６００は、送信を行うトランシーバ側（Ｔｘ側）として、上記アンテナ６０１および上記アンテナ共用部／ＲＦＴｏｐフィルタ６０２を共用するとともに、ＴｘＩＦフィルタ６２１、ミキサ６２２、Ｔｘ段間フィルタ６２３、アンプ６２４、カプラ６２５、アイソレータ６２６、ＡＰＣ（ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ｐｏｗｅｒ　ｃｏｎｔｒｏｌ　（自動出力制御））６２７を備えて構成されている。
【００８４】
そして、上記のＲｘ段間フィルタ６０４、１ｓｔＩＦフィルタ６０６、ＴｘＩＦフィルタ６２１、Ｔｘ段間フィルタ６２３、アンテナ共用部／ＲＦＴｏｐフィルタ６０２には、上述した本実施例１ないし４の何れかに記載の、またはそれらの組み合わせた弾性表面波装置が好適に利用できる。
【００８５】
本発明に係る弾性表面波装置は、フィルタ機能と共に不平衡−平衡変換機能を備え、その上、挿入損失が小さいという優れた特性を有するものである。よって、上記弾性表面波装置を有する本発明の通信装置は、優れた伝送特性を有する上記弾性表面波装置を用いたことにより、小型化できると共に通信特性を向上できるものとなっている。
【００８６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は圧電基板上に弾性表面波の伝搬方向に沿って形成された少なくとも３つのＩＤＴを有する縦結合共振子型弾性表面波フィルタと、前記縦結合共振子型弾性表面波フィルタに直列に接続されている少なくとも１つの弾性表面波共振子を有し、かつ前記弾性表面波共振子には、前記縦結合共振子型弾性表面波フィルタの複数のＩＤＴのうち少なくとも２つのＩＤＴが接続されている弾性表面波装置において、前記縦結合共振子型弾性表面波フィルタと弾性表面波共振子との間に入る寄生容量の値を、６．５×１０^２／ｆ_０［ｐＦ］以下（ただしｆ_０は縦結合共振子型弾性表面波フィルタにおける通過帯域の中心周波数［ＭＨｚ］）に設定した構成である。
【００８７】
それゆえ、上記構成は、上記寄生容量の設定によって、帯域内挿入損失が改善し、かつＶＳＷＲが良好な弾性表面波装置を得ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る、実施例１の弾性表面波装置における圧電基板上のレイアウトを示す概略平面図である。
【図２】上記実施例１の弾性表面波装置の構成図である。
【図３】従来の弾性表面波装置の構成図である。
【図４】上記従来の弾性表面波装置における圧電基板上のレイアウトを示す概略平面図である。
【図５】上記実施例１の弾性表面波装置の断面図である。
【図６】上記実施例１と比較例１との周波数−伝送特性をそれぞれ示すグラフである。
【図７】上記実施例１と比較例１との周波数−ＶＳＷＲ特性をそれぞれ示すグラフであり、（ａ）はＳ１１のとき、（ｂ）はＳ２２のときである。
【図８】上記比較例１の弾性表面波装置の構成図である。
【図９】上記比較例１の圧電基板上のレイアウトを示す概略平面図である。
【図１０】上記実施例１と比較例１との、不整合損を除去した場合の周波数−伝送特性をそれぞれ示すグラフである。
【図１１】上記実施例１から縦結合共振子型弾性表面波フィルタと弾性表面波共振子との間のバンプボンド用電極パッドを省いたときの、圧電基板上のレイアウトを示す概略平面図である。
【図１２】図１１と比較例１の周波数−伝送特性をそれぞれ示すグラフである。
【図１３】上記実施例１の弾性表面波装置における一変形例の構成図である。
【図１４】上記図１３に示す弾性表面波装置の、圧電基板上のレイアウトを示す概略平面図である。
【図１５】上記実施例１の弾性表面波装置における他の変形例の構成図である。
【図１６】上記図１５に示す弾性表面波装置の、圧電基板上のレイアウトを示す概略平面図である。
【図１７】上記実施例１の弾性表面波装置におけるさらに他の変形例の構成図である。
【図１８】上記図１７に示す弾性表面波装置の、圧電基板上のレイアウトを示す概略平面図である。
【図１９】上記実施例１の弾性表面波装置の一製造プロセスを示す断面図である。
【図２０】上記実施例１の弾性表面波装置の他の一製造プロセスを示す断面図である。
【図２１】本発明に係る、実施例２の弾性表面波装置の構成図である。
【図２２】上記実施例２の弾性表面波装置における、圧電基板上のレイアウトを示す概略平面図である。
【図２３】上記実施例２と比較例２との周波数−伝送特性をそれぞれ示すグラフである。
【図２４】上記実施例２と比較例２との周波数−ＶＳＷＲ特性をそれぞれ示すグラフであり、（ａ）はＳ１１のとき、（ｂ）はＳ２２のときである。
【図２５】上記比較例２の弾性表面波装置の構成図である。
【図２６】上記比較例２の弾性表面波装置における、圧電基板上のレイアウトを示す概略平面図である。
【図２７】上記実施例２と比較例２との、不整合損を除去した周波数−伝送特性をそれぞれ示すグラフである。
【図２８】上記実施例２の弾性表面波装置における、一変形例の構成図である。
【図２９】上記図２８に示す弾性表面波装置における、圧電基板上のレイアウトを示す概略平面図である。
【図３０】本発明に係る、実施例３の弾性表面波装置の構成図である。
【図３１】本発明に係る、実施例４の弾性表面波装置における概略平面図である。
【図３２】上記実施例４の絶縁層を設けた箇所の断面図である。
【図３３】本発明に係る弾性表面波装置における、寄生容量の規格値を示すためのグラフであって、本発明および比較例の各弾性表面波装置における寄生容量の変化に対する挿入損失の変化を示すグラフである。
【図３４】本発明の弾性表面波装置を用いた通信装置の要部ブロック図である。
【符号の説明】
２０１　　縦結合共振子型弾性表面波フィルタ
２０３　　弾性表面波共振子
２０５、２０６、２０７　　ＩＤＴ（くし型電極部）
３０１　　圧電基板

Claims

圧電基板上に弾性表面波の伝搬方向に沿って形成された少なくとも３つのくし型電極部を有する縦結合共振子型弾性表面波フィルタと、該縦結合共振子型弾性表面波フィルタの少なくとも２つのくし型電極部に対して直列に接続された弾性表面波共振子とを有し、
縦結合共振子型弾性表面波フィルタと弾性表面波共振子との間に入る寄生容量の値が、６．５×１０^２／ｆ_０［ｐＦ］（ただし、ｆ_０は縦結合共振子型弾性表面波フィルタの通過帯域の中心周波数［ＭＨｚ］）以下に設定されていることを特徴とする、弾性表面波装置。
圧電基板上に弾性表面波の伝搬方向に沿って形成された少なくとも３つのくし型電極部を有する縦結合共振子型弾性表面波フィルタと、該縦結合共振子型弾性表面波フィルタの少なくとも２つのくし型電極部に対して直列に接続された弾性表面波共振子とを有し、
前記縦結合共振子型弾性表面波フィルタの少なくとも２つのくし型電極部と前記弾性表面波共振子とを直列接続する配線が、前記くし型電極部に接続されるアース側電極パッドを取り囲むように配置され、
該アース側電極パッド以外の電極パッドに隣接して特性選別用パッドを有することを特徴とする、弾性表面波装置。
前記縦結合共振子型弾性表面波フィルタはリフレクタを有し、
前記縦結合共振子型弾性表面波フィルタのくし型電極部のうち、前記弾性表面波共振子に接続されているくし型電極部および前記リフレクタと隣り合っているくし型電極部以外の全てのくし型電極部のアース端子が１つの電極パッドのみに接続されており、
且つ、前記弾性表面波共振子に接続されているくし型電極部および前記リフレクタと隣り合っているくし型電極部以外のくし型電極部のアース側のくし型電極が、電極指によって共通化されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の弾性表面波装置。
前記縦結合共振子型弾性表面波フィルタが、３つ若しくは５つのくし型電極部を有していることを特徴とする、請求項１ないし３の何れか１項に記載の弾性表面波装置。
前記縦結合共振子型弾性表面波フィルタにおける、前記弾性表面波共振子に接続されているくし型電極部のシグナル側のくし型電極と、該前記弾性表面波共振子に接続されているくし型電極部に隣接するくし型電極部のアース側のくし型電極とが互いに隣り合っている箇所において、
くし型電極のバスバーを細くしたことを特徴とする、請求項１ないし４の何れか１項に記載の弾性表面波装置。
前記縦結合共振子型弾性表面波フィルタにおける、前記弾性表面波共振子が接続されている側に配置されているくし型電極部のアース端子に接続されている電極パッド、くし型電極部のアース端子と電極パッドを接続しているアースライン、および前記縦結合共振子型弾性表面波フィルタと前記弾性表面波共振子とを接続しているシグナルラインの少なくとも一つと圧電基板との間に絶縁層を設けたことを特徴とする、請求項１ないし５の何れか１項に記載の弾性表面波装置。
前記弾性表面波装置に、平衡−不平衡変換機能を持たせたことを特徴とする、請求項１ないし６の何れか１項に記載の弾性表面波装置。
前記圧電基板が、フェイスダウン工法でパッケージ内に収納されていることを特徴とする、請求項１ないし７の何れか１項に記載の弾性表面波装置。
請求項１ないし８の何れか１項に記載の弾性表面波装置を有することを特徴とする通信装置。