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JP2005079694A - Duplexer - Google Patents

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JP2005079694A
JP2005079694A JP2003305115A JP2003305115A JP2005079694A JP 2005079694 A JP2005079694 A JP 2005079694A JP 2003305115 A JP2003305115 A JP 2003305115A JP 2003305115 A JP2003305115 A JP 2003305115A JP 2005079694 A JP2005079694 A JP 2005079694A
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JP
Japan
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duplexer
package
impedance matching
saw
electrode
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Application number
JP2003305115A
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Japanese (ja)
Inventor
Miki Ito
幹 伊藤
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
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Abstract

【課題】 小型化で周波数特性を向上させた分波器を提供すること。
【解決手段】 圧電基板上に励振電極を有する受信用フィルタ領域を備えたSAW装置2をパッケージ3上に備えた分波器において、パッケージ3の側面に、外部アンテナに接続させる線路パターン6を形成するとともに、この線路パターン6と前記受信用フィルタ領域とを接続したことを特徴とする分波器とする。
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a duplexer with improved frequency characteristics by miniaturization.
In a duplexer having a SAW device having a receiving filter region having an excitation electrode on a piezoelectric substrate on a package, a line pattern to be connected to an external antenna is formed on the side of the package. In addition, the duplexer is characterized in that the line pattern 6 and the reception filter region are connected.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、自動車電話及び携帯電話などの移動体無線機器等に内蔵される弾性表面波装置を使用した周波数帯域分波器であって、積層型パッケージを用いて弾性表面波装置を内蔵している。積層型パッケージを小型化し、さらに周波数特性を向上させた分波器に関する。   The present invention relates to a frequency band demultiplexer using a surface acoustic wave device built in a mobile radio device such as a car phone and a mobile phone, and the surface acoustic wave device is built in using a stacked package. Yes. The present invention relates to a duplexer in which a stacked package is downsized and the frequency characteristics are further improved.

近年、携帯電話等の移動体通信機器に使用される電子部品として、半導体素子からなる能動部品、チップコンデンサ、チップ抵抗、チップインダクタ、そして弾性表面波(Surface Acoustic Wave、以下、SAWともいう)フィルタ等のSAW装置を使用したフィルタ、分波器などがある。能動部品,チップコンデンサ,チップ抵抗は、移動体通信機器の小型化に対応して小型化されてきているが、SAWフィルタまたはSAWフィルタを使用した分波器(以下、SAW分波器ともいう)において、積層型パッケージ(以下、パッケージという)がその体積の大部分を占めており、パッケージの小型化に対する要望が強くなっている。   2. Description of the Related Art In recent years, as electronic components used in mobile communication devices such as mobile phones, active components made of semiconductor elements, chip capacitors, chip resistors, chip inductors, and surface acoustic wave (hereinafter also referred to as SAW) filters There are filters, duplexers, and the like using SAW devices. Active components, chip capacitors, and chip resistors have been miniaturized in response to miniaturization of mobile communication devices, but a duplexer using a SAW filter or SAW filter (hereinafter also referred to as a SAW duplexer). However, a stacked package (hereinafter referred to as a package) occupies most of the volume, and a demand for downsizing of the package is increasing.

ここで、図15に携帯電話の高周波回路のブロック回路図を示す。送信される高周波信号は、SAWフィルタ24によりその不要信号が除去され、パワーアンプ25で増幅された後、アイソレータ26とSAW分波器18を通り、アンテナ17から放射される。また、アンテナ17で受信された高周波信号は、SAW分波器18を通りローノイズアンプ19で増幅され、SAWフィルタ21でその不要信号を除去された後、アンプ22で再増幅されミキサ23で低周波信号に変換される。この高周波回路の部品では、特にSAW分波器18が形状的に大きなものとなっていた。   Here, FIG. 15 shows a block circuit diagram of a high-frequency circuit of a cellular phone. The high-frequency signal to be transmitted is removed from the unnecessary signal by the SAW filter 24, amplified by the power amplifier 25, and then radiated from the antenna 17 through the isolator 26 and the SAW duplexer 18. Further, the high frequency signal received by the antenna 17 is amplified by the low noise amplifier 19 through the SAW branching filter 18, the unnecessary signal is removed by the SAW filter 21, then re-amplified by the amplifier 22, and the low frequency by the mixer 23. Converted to a signal. In this high-frequency circuit component, the SAW duplexer 18 is particularly large in shape.

次に、SAW分波器の構成を図6に示す。分波器は送信用フィルタ8a、受信用フィルタ8bおよび送信信号が受信側に漏れないように整合をとるインピーダンス整合用回路である整合回路9から構成されている。送信用フィルタ8aは図7、受信用フィルタは図8にそれぞれ示すように、SAW共振子Sを用いたラダー型で構成されている。または、SAWの縦結合を用いた2重モードSAWフィルタで構成されている(図示なし)。フィルタ8a,8bは圧電基板8上に形成されている。   Next, the configuration of the SAW duplexer is shown in FIG. The duplexer includes a transmission filter 8a, a reception filter 8b, and a matching circuit 9 that is an impedance matching circuit that performs matching so that a transmission signal does not leak to the reception side. The transmission filter 8a is configured as a ladder type using a SAW resonator S, as shown in FIG. 7 and the reception filter as shown in FIG. Or it is comprised with the double mode SAW filter using the longitudinal coupling of SAW (not shown). The filters 8a and 8b are formed on the piezoelectric substrate 8.

次に、SAW共振子Sの基本構成を図9に示す。同図において、11はLiTaO等の圧電基板上にスパッタ等の方法で形成された櫛歯状電極(Inter Digital Transducerで、以下、IDT電極という)、12はSAWをIDT11側へ反射し効率良く共振させる反射器である。なお、同図においてIDT11及び反射器12の電極指は、実際には数10〜数100本にも及ぶため簡略化して示している。 Next, a basic configuration of the SAW resonator S is shown in FIG. In the figure, 11 is a comb-like electrode (Inter Digital Transducer, hereinafter referred to as IDT electrode) formed on a piezoelectric substrate such as LiTaO 3 by sputtering or the like, and 12 reflects SAW toward the IDT 11 side efficiently. It is a reflector to resonate. In the figure, the number of electrode fingers of the IDT 11 and the reflector 12 is shown in a simplified manner because it actually reaches several tens to several hundreds.

図4および図5に従来のSAW分波器を示す。LiTaO単結晶等の圧電基板上に少なくとも一対のIDT電極及び反射器等が形成されて成るSAW装置(素子)102と、それを気密封止し実装するパッケージ103(103a,103b,103c,103d)よりなる。SAW素子102は、金バンプ102などを介してパッケージ103の底面に、電極形成面をパッケージ側に対向させて接着固定され、SAW素子102とパッケージ103表面の電極とを導通接続した後、蓋体104により気密封止している。 4 and 5 show a conventional SAW duplexer. A SAW device (element) 102 in which at least a pair of IDT electrodes and reflectors are formed on a piezoelectric substrate such as LiTaO 3 single crystal, and a package 103 (103a, 103b, 103c, 103d) that is hermetically sealed and mounted. ). The SAW element 102 is bonded and fixed to the bottom surface of the package 103 via the gold bump 102 or the like with the electrode forming surface facing the package side, and the SAW element 102 and the electrode on the surface of the package 103 are electrically connected, and then the lid 104 is hermetically sealed.

ここで、送信信号が受信側に漏れないように整合をとる回路が必要であるが、従来この整合回路は、ストリップラインを使用した線路パターン106で構成されている。この線路パターン106は整合を取るためには線幅0.1mmとして、18mm以上の長さが必要である。一例として図14に線路パターン106と減衰量のシミュレーション結果を示す。線路パターン106は1層の場合で線幅0.1mm、層厚み0.2mm、膜厚2μm、誘電率10としている。上記シミュレーション結果によると、40dB以上の良好な減衰量を得るためには18mmから27mmの線路長が必要であることがわかる。   Here, a circuit is required for matching so that the transmission signal does not leak to the receiving side. Conventionally, this matching circuit is composed of a line pattern 106 using a strip line. The line pattern 106 must have a line width of 0.1 mm and a length of 18 mm or more in order to achieve matching. As an example, FIG. 14 shows a simulation result of the line pattern 106 and attenuation. In the case of a single layer, the line pattern 106 has a line width of 0.1 mm, a layer thickness of 0.2 mm, a film thickness of 2 μm, and a dielectric constant of 10. According to the simulation result, it is understood that a line length of 18 mm to 27 mm is necessary to obtain a good attenuation of 40 dB or more.

パッケージの単一の層内で長い線路パターンを形成するとパッケージのサイズが大きくなる。パッケージのサイズを小型化するために、線路パターンをミアンダ状に折り返して線路長を長くすることができるが、これも印刷の精度に限界がある。そのため一般的には、線路パターンはパッケージの複数の層に渡って形成され、ビア108およびビア受け電極108を介して接続する方法が一般的に行われている(特許文献1を参照。)。
特願2000−137191号公報
Forming a long line pattern in a single layer of the package increases the size of the package. In order to reduce the size of the package, the line length can be increased by folding the line pattern in a meander shape, but this also has a limit in printing accuracy. Therefore, generally, a line pattern is formed across a plurality of layers of a package, and a method of connecting via vias 108 and via receiving electrodes 108 is generally performed (see Patent Document 1).
Japanese Patent Application No. 2000-137191

しかしながら、上記従来のSAW分波器はパッケージの各層にビアの接続不良をなくすためのビア受け電極が形成されている。このビア受け電極は積層ずれに対しての余裕を持たせるため、ビアの直径よりも大きなものが必要であり、線路パターンを形成できる面積が非常に狭くなるという問題があった。また、SAW分波器は、従来5mm角の大きさが主に使用されているが、たとえば3mm角以下の小型化を行うことが望まれている。この場合、線路パターンが形成できる面積はさらに小さくなる。3mm角のパッケージに形成することができる線路パターンは約15mm程度が最長であり、これでは十分な整合が取れないことになる。特性的に非常に問題の大きいSAW分波器となっていた。   However, in the conventional SAW duplexer, via receiving electrodes are formed in each layer of the package to eliminate poor connection of vias. This via receiving electrode needs to be larger than the diameter of the via in order to provide a margin for stacking deviation, and there is a problem that the area where the line pattern can be formed becomes very narrow. In addition, the SAW duplexer has conventionally been mainly used in the size of 5 mm square, but it is desired to reduce the size to 3 mm square or less, for example. In this case, the area where the line pattern can be formed is further reduced. The longest line pattern that can be formed in a 3 mm square package is about 15 mm, and sufficient alignment cannot be obtained. The SAW branching filter is very problematic in terms of characteristics.

従って、本発明は上記事情に鑑みて完成されたものであり、その目的は特性が良好でかつ小型化された分波器とすることにある。   Accordingly, the present invention has been completed in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a duplexer having good characteristics and a reduced size.

本発明の分波器は、1)圧電基板上に励振電極を有する受信用フィルタ領域を備えた弾性表面波装置を基体上に備えた分波器であって、前記基体の側面に、外部アンテナに接続させるインピーダンス整合用線路を形成するとともに、該インピーダンス整合用線路と前記受信用フィルタ領域とを接続したことを特徴とする。   The duplexer according to the present invention includes: 1) a duplexer having a surface acoustic wave device provided with a receiving filter region having an excitation electrode on a piezoelectric substrate on a substrate, and an external antenna on a side surface of the substrate. An impedance matching line to be connected to the filter is formed, and the impedance matching line and the reception filter region are connected.

また、2)上記1)において、前記基体は、前記インピーダンス整合用線路が側面から上面または下面にかけて形成された層が複数積層されて成り、前記インピーダンス整合用線路は、前記基体の平面視において前記インピーダンス整合用線路どうしが重ならない状態で形成されていることを特徴とする。   2) In the above 1), the base body is formed by laminating a plurality of layers in which the impedance matching line is formed from a side surface to an upper surface or a lower surface, and the impedance matching line is formed in the plan view of the base body. The impedance matching lines are formed so as not to overlap each other.

また、3)上記1)において、前記基体は、前記インピーダンス整合用線路が形成された層が複数積層されて成り、前記インピーダンス整合用線路は、前記基体の平面視において前記インピーダンス整合用線路どうしが直交する箇所を含むように引き回されていることを特徴とする。   3) In the above 1), the base is formed by laminating a plurality of layers on which the impedance matching lines are formed, and the impedance matching lines are arranged between the impedance matching lines in a plan view of the base. It is drawn around so as to include an orthogonal part.

また特に、4)前記インピーダンス整合用線路はミアンダ形状であり、各層の線路パターンが略直交していることを特徴とする。   In particular, 4) the impedance matching line has a meander shape, and the line pattern of each layer is substantially orthogonal.

本発明の分波器によれば、ビアおよびビア受け電極を形成する必要がないため、線路パターンを形成できる面積を大きくでき、十分なインピーダンス整合を取ることができる。また、インピーダンス整合用線路どうしが交差しない状態で形成されている。もしくは、インピーダンス整合用線路どうしが直交して交差する箇所を含むように形成されているので、インピーダンス整合用線路どうしが互いに干渉することが極力防止される。その結果、特性が良好で小型化された分波器を提供することができる。   According to the duplexer of the present invention, since it is not necessary to form vias and via receiving electrodes, the area where a line pattern can be formed can be increased, and sufficient impedance matching can be achieved. Further, the impedance matching lines are formed so as not to cross each other. Alternatively, since the impedance matching lines are formed so as to include a portion where they intersect at right angles, the impedance matching lines are prevented from interfering with each other as much as possible. As a result, it is possible to provide a duplexer with good characteristics and reduced size.

本発明の弾性表面波(以下、SAWという)装置について以下に説明する。図1は本発明の分波器を示している。本発明の分波器はSAW装置2と、SAW装置2を実装する基体であるパッケージ3、気密封止する部材4から構成される。上記SAW装置2はLiTaO単結晶、LiNbO単結晶などの圧電基板上に励振電極であるIDT電極,反射器,入出力電極,接地電極等が形成されて構成されている。また、パッケージ3はアルミナ,低温焼成セラミック,BTレジンなどの樹脂などより構成されており、複数層3a,3b,3c,3dの積層構造となっている。高周波信号入出力電極及び接地電極が、厚膜印刷法により形成されている。また、送信信号が受信側に漏れないように整合をとるための線路パターン6が、このパッケージ3の複数の層に形成されている。また、上記気密封止する部材4は金属よりなる蓋体を溶接、または半田などにより気密封止している。なお、5はAu(金)等からなるバンプである。 The surface acoustic wave (hereinafter referred to as SAW) device of the present invention will be described below. FIG. 1 shows a duplexer according to the present invention. The duplexer of the present invention includes a SAW device 2, a package 3 that is a base on which the SAW device 2 is mounted, and a member 4 that is hermetically sealed. The SAW device 2 is configured by forming an IDT electrode, a reflector, an input / output electrode, a ground electrode, and the like as excitation electrodes on a piezoelectric substrate such as a LiTaO 3 single crystal or a LiNbO 3 single crystal. The package 3 is made of a resin such as alumina, low-temperature fired ceramic, or BT resin, and has a laminated structure of a plurality of layers 3a, 3b, 3c, and 3d. The high-frequency signal input / output electrode and the ground electrode are formed by a thick film printing method. A line pattern 6 for matching so that a transmission signal does not leak to the receiving side is formed in a plurality of layers of the package 3. The member 4 to be hermetically sealed is hermetically sealed by welding or soldering a lid made of metal. Reference numeral 5 denotes a bump made of Au (gold) or the like.

本発明の特徴は、パッケージ3の複数層3c,3dに形成された整合をとるための線路パターン(インピーダンス整合用線路)6がパッケージ3の側面に形成された溝部7をとおして接合されている構成にある。すなわち、圧電基板上に励振電極を有する受信用フィルタ領域を備えたSAW装置2をパッケージ3上に備えた分波器において、パッケージ3の側面に、外部アンテナに接続させる線路パターン6を形成するとともに、この線路パターン6と前記受信用フィルタ領域とを接続したことを特徴とする。また特に、パッケージ3は線路パターン6が側面から上面または下面にかけて形成された層が複数積層されて成り、線路パターン6は、パッケージ3の平面視において線路パターン6どうしが重ならない状態で形成されていることを特徴とする。あるいは、パッケージ3は、線路パターン6が形成された層が複数積層されて成り、線路パターン6はパッケージ3の平面視において線路パターン6どうしが直交する箇所を含むように形成されていることを特徴とする。これにより、パッケージの各層にビアおよびビア受け電極を形成する必要がないため、線路パターンを形成できる面積を大きくでき、線路パターンどうしの電磁気的な干渉を極力防止して十分な整合をとることができる。   A feature of the present invention is that a line pattern (impedance matching line) 6 for matching formed in a plurality of layers 3 c and 3 d of the package 3 is joined through a groove portion 7 formed on the side surface of the package 3. In the configuration. That is, in the duplexer having the SAW device 2 having the receiving filter region having the excitation electrode on the piezoelectric substrate on the package 3, the line pattern 6 to be connected to the external antenna is formed on the side surface of the package 3. The line pattern 6 is connected to the reception filter region. In particular, the package 3 is formed by laminating a plurality of layers in which the line pattern 6 is formed from the side surface to the upper surface or the lower surface, and the line pattern 6 is formed in a state where the line patterns 6 do not overlap with each other in a plan view of the package 3. It is characterized by being. Alternatively, the package 3 is formed by laminating a plurality of layers in which the line pattern 6 is formed, and the line pattern 6 is formed so as to include a portion where the line patterns 6 are orthogonal to each other in a plan view of the package 3. And As a result, it is not necessary to form vias and via receiving electrodes in each layer of the package, so that the area where the line pattern can be formed can be increased, and electromagnetic interference between the line patterns can be prevented as much as possible to achieve sufficient matching. it can.

図2および図3は本発明の分波器を各層毎に上面から見た平面視での図である。図2は線路パターン6がパッケージ3の平面視において線路パターン6どうしが重ならない状態で形成されている様子を示すものである、また、図3は線路パターン6がパッケージ3の平面視において線路パターン6どうしが直交する箇所を含むように形成されている様子を示すものである。層3c,3dにはインピーダンス整合をとるための線路パターンが形成されている。このように、ビアおよびビア受け電極が形成されていないため、線路パターンを形成できる面積が従来に比べて、格段に大きくすることが可能になっていることが判る。3mm角のパッケージに形成することができる線路パターンは約25mm程度が最長となり、十分な整合が取れることになる。また、本発明は、線路間の容量結合などにより実効的な線路長が短くなることを防ぐため、複数の層に形成された線路パターンは重なり位置が異なるように配置することを特徴としている。さらに、複数の層に形成された線路パターンの方向が直交するように配置することを特徴としている。この場合、複数の層に形成された線路パターンの重なり位置が最小となり、良好な特性が得られる。   2 and 3 are plan views of the duplexer of the present invention as viewed from the top for each layer. FIG. 2 shows a state in which the line pattern 6 is formed in a state in which the line patterns 6 do not overlap with each other in the plan view of the package 3. FIG. 3 shows the line pattern 6 in the plan view of the package 3. It shows a state in which the six are formed so as to include a crossing point. Line patterns for impedance matching are formed on the layers 3c and 3d. Thus, since the via and via receiving electrode are not formed, it can be seen that the area where the line pattern can be formed can be significantly increased compared to the conventional case. The longest line pattern that can be formed in a 3 mm square package is about 25 mm, and sufficient alignment can be obtained. Further, the present invention is characterized in that line patterns formed in a plurality of layers are arranged so that overlapping positions are different in order to prevent an effective line length from being shortened due to capacitive coupling between lines. Further, the present invention is characterized in that the line patterns formed in a plurality of layers are arranged so that the directions thereof are orthogonal to each other. In this case, the overlapping position of the line patterns formed in the plurality of layers is minimized, and good characteristics can be obtained.

また、本発明のパッケージ3の各層の厚さは75〜800μmが良い。なぜなら、厚さが75μm未満では強度が低下しグリーンシートから作製するのが困難であるからであり、厚さが800μmを超えると、押し出し成形によるグリーンシートの作製が難しくなるからである。より好ましくは、100〜500μmの範囲とする。   The thickness of each layer of the package 3 of the present invention is preferably 75 to 800 μm. This is because if the thickness is less than 75 μm, the strength is reduced and it is difficult to produce the green sheet, and if the thickness exceeds 800 μm, it is difficult to produce the green sheet by extrusion molding. More preferably, it is in the range of 100 to 500 μm.

本発明の分波器用のSAW共振子は、IDT電極がAl又はAl−Cu系、Al−Ti系、Al−Mg系、Al−Mg−Cu系等のAl合金、またはAlCu/Cu/AlCu、Ti/AlCu、Ti/AlCu/Tiなどの積層膜からなるのが良い。また、IDT電極は蒸着法、スパッタリング法又はCVD法等の薄膜形成法により形成する。   In the SAW resonator for a duplexer according to the present invention, the IDT electrode is Al or Al-Cu-based, Al-Ti-based, Al-Mg-based, Al-Mg-Cu-based Al alloy, or AlCu / Cu / AlCu, It is good to consist of laminated films, such as Ti / AlCu and Ti / AlCu / Ti. The IDT electrode is formed by a thin film forming method such as an evaporation method, a sputtering method, or a CVD method.

そして、IDT電極の電極指の対数は50〜250程度、電極指の線幅は0.1〜10.0μm程度、電極指の間隔は0.1〜10.0μm程度、電極指の開口幅(交差幅)は10〜200μm程度、IDT電極の厚みは0.2〜0.5μm程度とすることが、SAW共振子あるいはSAWフィルタとしての所期の特性を得るうえで好適である。   The number of electrode fingers of the IDT electrode is about 50 to 250, the line width of the electrode fingers is about 0.1 to 10.0 μm, the distance between the electrode fingers is about 0.1 to 10.0 μm, and the opening width (intersection width) of the electrode fingers is 10 to It is preferable that the thickness of the IDT electrode is about 200 μm and the thickness of the IDT electrode is about 0.2 to 0.5 μm in order to obtain desired characteristics as a SAW resonator or SAW filter.

圧電基板としては、36°±10°Yカット−X伝搬のLiTaO単結晶、64°±10°Yカット−X伝搬のLiNbO単結晶、45°±10°Xカット−Z伝搬のLiB単結晶等が、電気機械結合係数が大きく且つ群遅延時間温度係数が小さいため好ましく、特に電気機械結合係数の大きな36°±10°Yカット−X伝搬のLiTaO単結晶が良い。また、結晶Y軸方向におけるカット角は36°±10°の範囲内であれば良く、その場合十分な圧電特性が得られる。圧電基板の厚みは0.1〜0.5mm程度がよく0.1mm未満では圧電基板が脆くなり、0.5mm超では材料コストが大きくなる。 As the piezoelectric substrate, 36 ° ± 10 ° Y cut-X propagation LiTaO 3 single crystal, 64 ° ± 10 ° Y cut-X propagation LiNbO 3 single crystal, 45 ° ± 10 ° X cut-Z propagation LiB 4 An O 7 single crystal or the like is preferable because it has a large electromechanical coupling coefficient and a small group delay time temperature coefficient, and a 36 ° ± 10 ° Y cut-X propagation LiTaO 3 single crystal having a large electromechanical coupling coefficient is particularly preferable. Further, the cut angle in the crystal Y-axis direction may be in the range of 36 ° ± 10 °, and in that case, sufficient piezoelectric characteristics can be obtained. The thickness of the piezoelectric substrate is preferably about 0.1 to 0.5 mm. If the thickness is less than 0.1 mm, the piezoelectric substrate becomes brittle, and if it exceeds 0.5 mm, the material cost increases.

また、受信用のSAW素子,送信用のSAW素子は、上記の例では1つの圧電基板の主面上に形成されているが、それぞれ別々の圧電基板に作成し、個々にパッケージに実装されても問題はない。   Further, in the above example, the receiving SAW element and the transmitting SAW element are formed on the main surface of one piezoelectric substrate, but each is formed on a separate piezoelectric substrate and individually mounted on a package. There is no problem.

また、封止法は図12に示すとおり樹脂による封止を行ってよい。また図13に示すとおり、ワイヤボンディング法による実装を行っても何ら問題ない。   As the sealing method, sealing with resin may be performed as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 13, there is no problem even if mounting is performed by the wire bonding method.

なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更は何等差し支えない。   In addition, this invention is not limited to said embodiment, A various change does not interfere in the range which does not deviate from the summary of this invention.

本発明をより具体化した実施例について以下に説明する。   Examples that further embody the present invention will be described below.

図1の分波器1を以下のように構成した。本実施例ではセラミックパッケージを使用した場合を説明する。まず、パッケージ3について説明する。セラミックスからなる親基板から多数個取りするようにし、前記親基板上に電極パターンを印刷し焼成した後、個別に切断しパッケージの入出力電極及び接地電極を印刷法により形成した。   The duplexer 1 of FIG. 1 is configured as follows. In this embodiment, a case where a ceramic package is used will be described. First, the package 3 will be described. A large number of ceramic substrates were taken, and electrode patterns were printed and fired on the parent substrate, and then cut individually to form input / output electrodes and ground electrodes of the package by a printing method.

次に、SAW素子2について説明する。38.7°YカットのLiTaO単結晶の圧電基板上に、図2に示すようなTi(厚み90nm)/Al(99重量%)−Cu(1重量%)の2層構造とするか、Al(99重量%)−Cu(1重量%)−Mg(1重量%)の1層構造による微細電極パターンで形成した。送信用SAWフィルタは2.5段T型ラダー、受信用SAWフィルタは2.5段π型ラダーとした。このときの送信用SAWフィルタの電極周期は約2.2〜2.3μmとした。受信用SAWフィルタの電極周期は2.0〜2.2μmとした、パターン作製には、スパッタリング装置、縮小投影露光機(ステッパー)、およびRIE(Reactive Ion Etching)装置によりフォトリソグラフィを行った。 Next, the SAW element 2 will be described. On a 38.7 ° Y-cut LiTaO 3 single crystal piezoelectric substrate, a two-layer structure of Ti (thickness 90 nm) / Al (99 wt%)-Cu (1 wt%) as shown in FIG. 99 wt%)-Cu (1 wt%)-Mg (1 wt%) was formed as a fine electrode pattern having a single layer structure. The transmitting SAW filter was a 2.5-stage T-type ladder, and the receiving SAW filter was a 2.5-stage π-type ladder. The electrode period of the transmitting SAW filter at this time was about 2.2 to 2.3 μm. The electrode period of the receiving SAW filter was 2.0 to 2.2 μm. For pattern production, photolithography was performed using a sputtering apparatus, a reduction projection exposure machine (stepper), and an RIE (Reactive Ion Etching) apparatus.

まず、基板材料をスクラブ洗浄し、不純物を落とした。次に、電極の成膜を行った。電極の成膜にはスパッタリング装置を使用し、このときの電極膜厚は約0.35μmとした。   First, the substrate material was scrubbed to remove impurities. Next, an electrode was formed. A sputtering apparatus was used for film formation of the electrode, and the electrode film thickness at this time was about 0.35 μm.

次に、フォトレジストを約0.5μmの厚みにスピンコートし、縮小投影露光装置(ステッパー)により、所望形状にパターニングを行ない、現像装置にて不要部分のフォトレジストをアルカリ現像液で溶解させ、所望パターンを表出した後、RIE装置により電極膜のエッチングを行ない、パターンニングを終了し、梯子型弾性表面波フィルタを構成する弾性表面波共振器の電極パターンを得た。   Next, a photoresist is spin-coated to a thickness of about 0.5 μm, patterned into a desired shape by a reduction projection exposure apparatus (stepper), and an unnecessary portion of the photoresist is dissolved with an alkaline developer by a developing device. After the pattern was exposed, the electrode film was etched by the RIE apparatus, and the patterning was finished, and the electrode pattern of the surface acoustic wave resonator constituting the ladder type surface acoustic wave filter was obtained.

この後、前記電極の所定領域上に保護膜を作製した。すなわち、CVD(Chemical Vapor Deposition)装置により、電極パターンおよび圧電基板上にSiOを約0.02μmの厚みに形成した。その後、フォトリソグラフィによってフォトレジストのパターニングを行ない、RIE装置等でフリップチップ用窓開け部のエッチングを行った。その後、スパッタリング装置を使用し、Alを主体とする電極を成膜した。このときの電極膜厚は約1.0μmとした。その後、フォトレジストおよび不要箇所のAlをリフトオフ法により同時に除去し、フリップチップ用バンプを形成するパッドを完成した。 Thereafter, a protective film was formed on a predetermined region of the electrode. That is, SiO 2 was formed to a thickness of about 0.02 μm on the electrode pattern and the piezoelectric substrate by a CVD (Chemical Vapor Deposition) apparatus. Thereafter, the photoresist was patterned by photolithography, and the flip-chip window opening was etched by an RIE apparatus or the like. Thereafter, an electrode mainly composed of Al was formed using a sputtering apparatus. The electrode film thickness at this time was about 1.0 μm. Thereafter, the photoresist and unnecessary portions of Al were simultaneously removed by a lift-off method to complete a pad for forming a flip chip bump.

次に、上記パッドにAuからなるフリップチップ用バンプを、バンプボンディング装置を使用し形成した。バンプの直径は約80μm、高さは約30μmである。   Next, a flip-chip bump made of Au was formed on the pad using a bump bonding apparatus. The bump has a diameter of about 80 μm and a height of about 30 μm.

次に、基板をダイシング線に沿ってダイシング加工を施し、チップごとに分割した。その後、各チップをフリップチップ実装装置にて電極形成面を下面にして
パッケージ内に接着した。その後、窒素雰囲気中でベークを行ない、金属の蓋体を溶接して分波器を完成した。パッケージは3.0mm×3.0mm角の積層構造のものを用いた。
Next, the substrate was diced along dicing lines and divided into chips. Thereafter, each chip was bonded to the inside of the package with the flip chip mounting apparatus with the electrode forming surface on the bottom surface. Thereafter, baking was performed in a nitrogen atmosphere, and a metal lid was welded to complete the duplexer. A package having a laminated structure of 3.0 mm × 3.0 mm square was used.

比較用サンプルとして、図4および図5に示すような従来パッケージも上記と同様な工程で作製を行った。   As a comparative sample, a conventional package as shown in FIGS. 4 and 5 was also manufactured in the same process as described above.

次に、本実施例における分波期の特性測定を行った。0dBmの信号を入力し、周波数760MHz〜960MHz、測定ポイント数80ポイントの条件にて測定した。サンプル数は10個、測定機器はアジレント・テクノロジー社製マルチポート・ネットワークアナライザE5071Bである。   Next, the characteristic measurement of the demultiplexing period in this example was performed. A signal of 0 dBm was input, and measurement was performed under conditions of a frequency of 760 MHz to 960 MHz and 80 measurement points. The number of samples is 10, and the measuring instrument is a multiport network analyzer E5071B manufactured by Agilent Technologies.

通過帯域近傍の周波数特性グラフを図10に示す。ここで、図10は分波器の伝送特性を表す挿入損失の周波数依存性を示すグラフである。   A frequency characteristic graph near the passband is shown in FIG. Here, FIG. 10 is a graph showing the frequency dependence of the insertion loss representing the transmission characteristics of the duplexer.

本発明品のフィルタ特性は非常に良好であった。図10の実線に示すように、受信用フィルタの特性14は、受信帯域内869MHz〜894MHzの挿入損失約2.9dB以下であり、送信帯域内824MHz〜869MHzの減衰量43dB以上であった。また、送信用フィルタの特性13は送信帯域内824MHz〜869MHzの挿入損失約3.0dB以下であり、受信帯域内869MHz〜894MHzの減衰量55dB以上であった。   The filter characteristics of the product of the present invention were very good. As shown by the solid line in FIG. 10, the characteristic 14 of the reception filter is an insertion loss of about 2.9 dB or less in the reception band of 869 MHz to 894 MHz, and an attenuation of 43 dB or more in the transmission band of 824 MHz to 869 MHz. The transmission filter characteristic 13 was an insertion loss of about 3.0 dB or less in the transmission band of 824 MHz to 869 MHz, and an attenuation of 55 dB or more in the reception band of 869 MHz to 894 MHz.

これに対して、比較サンプルとして作製した従来構造の分波器は、図11の実線に示すように、受信用フィルタの特性16は受信帯域内869MHz〜894MHzの挿入損失約3.2dB以下であり、送信帯域内824MHz〜869MHzの減衰量は33dB以上であった。また、送信用フィルタの特性15は送信帯域内824MHz〜869MHzの挿入損失約3.4dB以下であり、受信帯域内869MHz〜894MHzの減衰量53dB以上であった。   On the other hand, as shown by the solid line in FIG. 11, the branching filter having a conventional structure manufactured as a comparative sample has a receiving filter characteristic 16 of an insertion loss of about 869 MHz to 894 MHz within a reception band of about 3.2 dB or less. The attenuation of 824 MHz to 869 MHz in the transmission band was 33 dB or more. The transmission filter characteristic 15 was an insertion loss of about 3.4 dB or less in the transmission band of 824 MHz to 869 MHz, and an attenuation of 53 dB or more in the reception band of 869 MHz to 894 MHz.

受信用フィルタについては、挿入損失は0.3dB改善、減衰量は10dBの改善が見られた。送信用フィルタについては、挿入損失は0.4dB改善、減衰量は2dBの改善が見られた。   As for the receiving filter, insertion loss was improved by 0.3 dB and attenuation was improved by 10 dB. As for the transmission filter, insertion loss was improved by 0.4 dB and attenuation was improved by 2 dB.

このように、本発明の分波器は、圧電基板の主面上に2個以上の、少なくとも1対の櫛歯状電極指から成る励振電極を配置してなる弾性表面波装置を1つのパッケージに実装する分波器であって、弾性表面波素子の整合用線路パターンがパッケージの複数の層に形成され、各層の整合用線路パターンはパッケージ側面に形成された溝部を通して接続されたことを特徴とする。また、各層の整合線路パターンが重ならないように配置されていることを特徴とする。また、各層の整合線路パターンはミアンダ形状であり、各層の線路パターンが略直交している箇所を含むようにしてもよい。これにより、ビアおよびビア受け電極を形成する必要がないため、線路パターンを形成できる面積を大きくでき、十分なインピーダンス整合をとることができた。その結果、特性が良好で小型化されたSAW分波器を提供することができた。   As described above, the duplexer of the present invention includes a surface acoustic wave device in which two or more excitation electrodes composed of at least one pair of comb-like electrode fingers are arranged on a main surface of a piezoelectric substrate in one package. The matching line pattern of the surface acoustic wave element is formed in a plurality of layers of the package, and the matching line pattern of each layer is connected through a groove formed on the side surface of the package. And Further, the matching line patterns of each layer are arranged so as not to overlap. In addition, the matching line pattern of each layer has a meander shape, and may include a portion where the line pattern of each layer is substantially orthogonal. As a result, there is no need to form vias and via receiving electrodes, so the area where the line pattern can be formed can be increased and sufficient impedance matching can be achieved. As a result, it was possible to provide a SAW duplexer with good characteristics and reduced size.

本発明の分波器の断面図である。It is sectional drawing of the duplexer of this invention. 本発明の分波器の各層毎の一例を示す上面図である。It is a top view which shows an example for every layer of the splitter of this invention. 本発明の分波器の各層毎の他の例を示す上面図である。It is a top view which shows the other example for every layer of the splitter of this invention. 本発明の分波器の断面図である。It is sectional drawing of the duplexer of this invention. 本発明の分波器の各層毎の他の例を示す上面図である。It is a top view which shows the other example for every layer of the splitter of this invention. 本発明の分波器の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the splitter of this invention. 本発明の分波器の送信用フィルタの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the transmission filter of the branching filter of this invention. 本発明の分波器を構成する受信用フィルタの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the filter for reception which comprises the splitter of this invention. 本発明の分波器に使用されているSAW共振子の基本構成の平面図である。It is a top view of the basic composition of the SAW resonator used for the duplexer of the present invention. 本発明の分波器の周波数と挿入損失の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the frequency of the splitter of this invention, and insertion loss. 従来の分波器の周波数と挿入損失の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the frequency of the conventional branching filter, and insertion loss. 本発明の分波器を樹脂封止した場合の断面図である。It is sectional drawing at the time of resin-sealing the splitter of this invention. 本発明の分波器をワイヤボンディング実装した場合の断面図である。It is sectional drawing at the time of carrying out the wire bonding mounting of the splitter of this invention. 分波器のパッケージの線路パターン長さと分波器の減衰量との関係を示すシミュレーション結果のグラフである。It is a graph of the simulation result which shows the relationship between the line pattern length of a duplexer package, and the attenuation amount of a duplexer. 携帯電話の高周波回路のブロック図である。It is a block diagram of the high frequency circuit of a mobile phone.

符号の説明Explanation of symbols

1:分波器
2:SAW装置
3:パッケージ(基体)
3a〜3d:パッケージの層
4:蓋体
5:Auバンプ
6:インピーダンス整合用線路パターン(線路パターン)
7:溝部
1: duplexer 2: SAW device 3: package (base)
3a to 3d: Package layer 4: Lid 5: Au bump 6: Impedance matching line pattern (line pattern)
7: Groove

Claims (3)

圧電基板上に励振電極を有する受信用フィルタ領域を備えた弾性表面波装置を基体上に備えた分波器であって、前記基体の側面に、外部アンテナに接続させるインピーダンス整合用線路を形成するとともに、該インピーダンス整合用線路と前記受信用フィルタ領域とを接続したことを特徴とする分波器。 A duplexer having a surface acoustic wave device having a receiving filter region having an excitation electrode on a piezoelectric substrate, the impedance matching line connected to an external antenna being formed on a side surface of the substrate. A duplexer characterized in that the impedance matching line and the reception filter region are connected. 前記基体は、前記インピーダンス整合用線路が側面から上面または下面にかけて形成された層が複数積層されて成り、前記インピーダンス整合用線路は、前記基体の平面視において前記インピーダンス整合用線路どうしが重ならない状態で形成されていることを特徴とする請求項1に記載の分波器。 The base is formed by laminating a plurality of layers in which the impedance matching line is formed from a side surface to an upper surface or a lower surface, and the impedance matching line is in a state where the impedance matching lines do not overlap with each other in a plan view of the base. The duplexer according to claim 1, wherein the duplexer is formed as follows. 前記基体は、前記インピーダンス整合用線路が形成された層が複数積層されて成り、前記インピーダンス整合用線路は、前記基体の平面視において前記インピーダンス整合用線路どうしが直交する箇所を含むように形成されていることを特徴とする請求項1に記載の分波器。 The base is formed by laminating a plurality of layers on which the impedance matching lines are formed, and the impedance matching lines are formed to include portions where the impedance matching lines are orthogonal to each other in a plan view of the base. The duplexer according to claim 1, wherein the duplexer is provided.
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