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WO2012132093A1 - 弾性波装置 - Google Patents

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WO2012132093A1
WO2012132093A1 PCT/JP2011/076253 JP2011076253W WO2012132093A1 WO 2012132093 A1 WO2012132093 A1 WO 2012132093A1 JP 2011076253 W JP2011076253 W JP 2011076253W WO 2012132093 A1 WO2012132093 A1 WO 2012132093A1
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WO
WIPO (PCT)
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electrode
electrode layer
acoustic wave
piezoelectric substrate
elastic wave
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2011/076253
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English (en)
French (fr)
Inventor
潤平 安田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
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    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
    • H03H9/0023—Networks for transforming balanced signals into unbalanced signals and vice versa, e.g. baluns, or networks having balanced input and output
    • H03H9/0028—Networks for transforming balanced signals into unbalanced signals and vice versa, e.g. baluns, or networks having balanced input and output using surface acoustic wave devices
    • H03H9/0085—Networks for transforming balanced signals into unbalanced signals and vice versa, e.g. baluns, or networks having balanced input and output using surface acoustic wave devices having four acoustic tracks
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
    • H03H9/02—Details
    • H03H9/05—Holders or supports
    • H03H9/0538—Constructional combinations of supports or holders with electromechanical or other electronic elements
    • H03H9/0566—Constructional combinations of supports or holders with electromechanical or other electronic elements for duplexers
    • H03H9/0576—Constructional combinations of supports or holders with electromechanical or other electronic elements for duplexers including surface acoustic wave [SAW] devices
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    • H03H9/64—Filters using surface acoustic waves
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    • H03H9/6483—Ladder SAW filters
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    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
    • H03H9/70—Multiple-port networks for connecting several sources or loads, working on different frequencies or frequency bands, to a common load or source
    • H03H9/72—Networks using surface acoustic waves
    • H03H9/725—Duplexers
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    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
    • H03H9/46—Filters
    • H03H9/54—Filters comprising resonators of piezoelectric or electrostrictive material
    • H03H9/542—Filters comprising resonators of piezoelectric or electrostrictive material including passive elements

Definitions

  • the present invention relates to an elastic wave device.
  • the present invention relates to an elastic wave filter device and an elastic wave duplexer having a ladder-type elastic wave filter section.
  • a bandpass filter having a ladder type filter unit in which a surface acoustic wave resonator formed on a piezoelectric substrate is connected in a ladder type is known.
  • a plurality of parallel arms are connected on a piezoelectric substrate, and an inductor composed of a wiring pattern of a wire or a package is connected to a connection point of the plurality of parallel arms, thereby passing It is known to improve out-of-band attenuation characteristics.
  • Patent Document 1 discloses that a plurality of parallel arms are not connected on the piezoelectric substrate, and an inductance is connected upstream of a common connection point of each parallel arm, so that the outside of the pass band of the ladder-type surface acoustic wave filter. It is described that the attenuation characteristics of the above are improved.
  • the inductance is configured by a ground pattern formed on a mounting surface of a multilayer substrate on which a piezoelectric substrate constituting a transmission filter and a reception filter is flip-chip mounted. .
  • the present invention has been made in view of such a point, and an object thereof is to provide an elastic wave device that is small in size and excellent in out-of-band attenuation characteristics.
  • the elastic wave device includes an input terminal, an output terminal, a series arm, a plurality of series arm resonators, a plurality of parallel arms, a parallel arm resonator, and an inductor.
  • the serial arm connects the input terminal and the output terminal.
  • the plurality of series arm resonators are connected in series in the series arm.
  • Each of the plurality of parallel arms is connected between the series arm and the ground potential.
  • the parallel arm resonator is provided in each of the plurality of parallel arms.
  • the inductor is connected between a common connection point of at least two of the plurality of parallel arms and a ground potential.
  • the acoustic wave device includes an acoustic wave chip, a wiring board, a first electrode layer, at least one second electrode layer, a third electrode layer, and a connection electrode.
  • the acoustic wave chip has a rectangular piezoelectric substrate and a plurality of IDT electrodes.
  • the plurality of IDT electrodes are arranged on the piezoelectric substrate.
  • the plurality of IDT electrodes constitute a plurality of series arm resonators and a plurality of parallel arm resonators.
  • the wiring board has a first main surface and a second main surface.
  • An elastic wave chip is flip-chip mounted on the first main surface.
  • the first electrode layer is disposed on the first main surface. At least one second electrode layer is disposed in the wiring board.
  • the third electrode layer is disposed on the second main surface.
  • the connection electrode connects the first electrode layer and the third electrode layer via the second electrode layer.
  • the acoustic wave chip has at least two ground terminals. At least two ground terminals are arranged on the piezoelectric substrate. At least two ground terminals are connected to a common connection point. The at least two ground terminals are arranged so as to be adjacent along one side of the piezoelectric substrate. A common connection point is provided in the first electrode layer.
  • the inductor is composed of at least one second electrode layer and a connection electrode.
  • an elastic wave apparatus is an elastic wave splitter provided with the transmission side filter part comprised by the ladder-type elastic wave filter part, and the receiving side filter part. .
  • each of the series arm resonator and the parallel arm resonator is constituted by a surface acoustic wave resonator.
  • an elastic wave device having excellent out-of-band attenuation characteristics can be provided.
  • FIG. 1 is a schematic equivalent circuit diagram of an acoustic wave duplexer according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of an acoustic wave duplexer according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic perspective plan view of a reception-side acoustic wave filter chip according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic perspective plan view of a transmission-side elastic wave filter chip according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic plan view of the first main surface of the wiring board according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic perspective plan view of the second electrode layer in one embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic perspective plan view of the second main surface of the wiring board according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a schematic equivalent circuit diagram of an acoustic wave duplexer according to a comparative example.
  • FIG. 9 is a schematic plan view of the first main surface of the wiring board in the comparative example.
  • FIG. 10 is a schematic perspective plan view of the second electrode layer in the comparative example.
  • FIG. 11 is a schematic perspective plan view of the second main surface of the wiring board in the comparative example.
  • FIG. 12 is a graph showing pass characteristics in the transmission filter section of the surface acoustic wave duplexer according to the embodiment.
  • FIG. 13 is a graph showing pass characteristics in the transmission filter section of the surface acoustic wave duplexer according to the comparative example.
  • FIG. 1 is a schematic equivalent circuit diagram of an acoustic wave duplexer according to this embodiment.
  • a surface acoustic wave duplexer 1 shown in FIG. 1 is a surface acoustic wave duplexer for UMTS-BAND5 (passband transmission: 824 MHz to 849 MHz, reception: 869 MHz to 894 MHz).
  • the acoustic wave duplexer 1 includes an antenna terminal 11 connected to an antenna, a transmission-side signal terminal 12, and first and second reception-side signal terminals 13a and 13b.
  • the transmission side filter unit 2 is connected between the antenna terminal 11 and the transmission side signal terminal 12.
  • the receiving side filter unit 3 is connected between the antenna terminal 11 and the first and second receiving side signal terminals 13a and 13b.
  • An impedance matching inductor L3 is connected between a connection point between the transmission-side filter unit 2 and the reception-side filter unit 3, a connection point between the antenna terminal 11, and the ground potential.
  • the reception-side filter unit 3 includes an antenna-side terminal 3a connected to the antenna terminal 11 and first and second balanced terminals connected to the first or second reception-side signal terminals 13a and 13b. 1 and second receiving side terminals 3b and 3c. Between the antenna side terminal 3a and the first and second reception side terminals 3b and 3c, a balanced type longitudinally coupled resonator type surface acoustic wave filter unit 3d having a balance-unbalance conversion function is connected. Yes. Surface acoustic wave resonators 3e and 3f are connected between the longitudinally coupled resonator type surface acoustic wave filter 3d and the antenna side terminal 3a.
  • the transmission filter unit 2 is composed of a ladder type surface acoustic wave filter unit.
  • the transmission side filter unit 2 includes an antenna side terminal 2a connected to the antenna terminal 11, a transmission side terminal 2b connected to the transmission side signal terminal 12, and first to third terminals connected to the ground potential. And ground terminals 2c to 2e.
  • the two ground terminals 2d and 2e connected to the common connection point 23 are disposed adjacent to each other along one side 41A of the piezoelectric substrate 41 as shown in FIG.
  • the antenna side terminal 2 a and the transmission side terminal 2 b are connected by a series arm 21.
  • the series arm 21 is provided with a plurality of series arm resonators S1 to S4.
  • the plurality of series arm resonators S 1 to S 4 are connected in series at the series arm 21.
  • the series arm resonator S2 includes a resonator S2-1 and a resonator S2-2 that function as one resonator. That is, the series arm resonator S2 is divided into a resonator S2-1 and a resonator S2-2.
  • the series arm resonator S3 includes a resonator S3-1 and a resonator S3-2 that function as one resonator.
  • the series arm resonator S3 is divided into a resonator S3-1 and a resonator S3-2.
  • Each of the resonators S1, S2-1, S2-2, S3-1, S3-2, and S4 includes an IDT electrode including a pair of comb-like electrodes that are interleaved with each other, and an IDT electrode of the IDT electrode. And reflectors arranged on both sides in the elastic wave propagation direction.
  • the serial arm 21 and the ground potential are connected by a plurality of parallel arms 22a to 22c.
  • the parallel arm 22a connects the connection point between the series arm resonator S1 and the series arm resonator S2 and the ground potential.
  • the parallel arm 22a is provided with a parallel arm resonator P1.
  • An inductor L1 is connected between the parallel arm 22a and the ground potential.
  • the parallel arm 22b connects the connection point between the second series arm resonator S2 and the third series arm resonator S3 and the ground potential.
  • the parallel arm 22b is provided with a parallel arm resonator P2.
  • the parallel arm 22c connects the connection point between the third series arm resonator S3 and the fourth series arm resonator S4 and the ground potential.
  • the parallel arm 22c is provided with a parallel arm resonator P3.
  • the parallel arm 22b and the parallel arm 22c are connected to the common connection point 23 in common.
  • An inductor L2 is connected between the common connection point 23 and the ground potential.
  • Each of the parallel arm resonators P1 to P3 includes an IDT electrode composed of a pair of comb-like electrodes that are interleaved with each other, and reflectors disposed on both sides of the IDT electrode in the elastic wave propagation direction. Has been.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the elastic wave duplexer according to the present embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic perspective plan view of the reception-side acoustic wave filter chip in the present embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic perspective plan view of the transmission-side acoustic wave filter chip in the present embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic plan view of the first main surface of the wiring board in the present embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic perspective plan view of the second electrode layer in the present embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic perspective plan view of the second main surface of the wiring board in the present embodiment.
  • the acoustic wave duplexer 1 includes a wiring board 30, a transmission chip 40 and a reception chip 50 as acoustic wave chips.
  • the transmission chip 40 and the reception chip 50 are flip-chip mounted on the first main surface (mounting surface) 30a of the wiring board 30 via bumps 15 made of gold, solder, or the like.
  • the transmission chip 40 and the reception chip 50 are sealed with a resin sealing material 38 provided on the first main surface 30a.
  • the transmission chip 40 shown in FIG. 3 is a surface acoustic wave filter chip.
  • the transmission chip 40 includes a rectangular piezoelectric substrate 41.
  • a plurality of IDT electrodes 42 constituting a plurality of series arm resonators S1 to S4 and a plurality of parallel arm resonators P1 to P3 are provided.
  • an antenna side terminal 2a, a transmission side terminal 2b, and first to third ground terminals 2c to 2e are provided.
  • the receiving chip 50 shown in FIG. 4 is a surface acoustic wave filter chip.
  • the receiving chip 50 has a rectangular piezoelectric substrate 51.
  • On the main surface 51 a of the piezoelectric substrate 51 a plurality of IDT electrodes 52 constituting the reception-side filter unit 3 are provided.
  • On the main surface 51a of the piezoelectric substrate 51 an antenna side terminal 3a and first and second reception side terminals 3b and 3c are provided.
  • a protective film made of silicon oxide, silicon nitride, or the like may be provided on the principal surfaces 41a, 51a of the piezoelectric substrates 41, 51 so as to cover the IDT electrodes 42, 52.
  • each of the piezoelectric substrates 41 and 51 is made of lithium tantalate (LiTaO 3 )
  • the piezoelectric substrates 41 and 51 may be made of other materials such as lithium niobate (LiNbO 3 ) and crystal. It may be made of a piezoelectric material.
  • the electrodes such as the IDT electrodes 42 and 52 formed on the principal surfaces 41a and 51a of the piezoelectric substrates 41 and 51 are made of an Al—Cu alloy. , Cu, Ti, Pt, Au, Ag, Ni, Cr, Pd, or a conductive material such as an alloy containing one or more of these metals.
  • the electrode may be formed of a conductive film stack in which a plurality of conductive films made of the conductive material are stacked.
  • the wiring board 30 includes first and second dielectric layers 31 and 32 and first to third electrode layers 33 to 35.
  • each of the dielectric layers 31 and 32 is made of alumina, but the dielectric layers 31 and 32 may be made of a ceramic material other than alumina or a resin, for example. Further, the wiring board 30 may include three or more dielectric layers.
  • the first and second dielectric layers 31 and 32 are laminated, and the first main surface 30a of the wiring board 30 is constituted by one main surface of the first dielectric layer 31.
  • the second main surface 30b of the wiring substrate 30 is constituted by one main surface of the second dielectric layer 32.
  • the first electrode layer 33 is disposed on the first major surface 30a.
  • the second electrode layer 34 is disposed between the first dielectric layer 31 and the second dielectric layer 32. That is, the second electrode layer 34 is disposed in the wiring substrate 30.
  • the third electrode layer 35 is disposed on the second major surface 30b.
  • the first electrode layer 33 and the second electrode layer 34 are connected by a plurality of first via hole electrodes 36 shown in FIG.
  • the second electrode layer 34 and the third electrode layer 35 are connected by a plurality of second via hole electrodes 37 shown in FIG.
  • the first electrode layer 33 includes an antenna electrode 33a, first and second reception electrodes 33b and 33c, a transmission electrode 33d, a ground electrode 33e, a ground electrode 33f, and a ground electrode.
  • 33 g The antenna electrode 33a is connected to the antenna side terminals 2a and 3a.
  • the first receiving terminal 3b is connected to the first receiving electrode 33b.
  • the second reception electrode 33c is connected to the second reception side terminal 3c.
  • the transmission electrode 33d is connected to the transmission side terminal 2b.
  • the ground electrode 33e is connected to the ground terminal 2c.
  • the ground electrode 33f is connected to the ground terminals 2d and 2e.
  • the ground electrode 33f constitutes the common connection point 23 shown in FIG. That is, the common connection point 23 constituted by the ground electrode 33f is provided in the first electrode layer 33 disposed on the first main surface 30a.
  • the ground electrode 33 g is connected to the reception filter unit 3.
  • the antenna electrode 33a is connected to the electrode 34a of the second electrode layer 34 through the first via hole electrode 36a.
  • the electrode layer 34 is connected to the antenna terminal 11 of the third electrode layer 35 through the second via hole electrode 37a.
  • the first receiving electrode 33b is connected to the electrode 34b of the second electrode layer 34 through the first via hole electrode 36b.
  • the electrode 34b is connected to the first reception-side signal terminal 13a of the third electrode layer 35 through the second via-hole electrode 37b.
  • the second receiving electrode 33c is connected to the electrode 34c of the second electrode layer 34 through the first via hole electrode 36c.
  • the electrode 34c is connected to the second reception-side signal terminal 13b of the third electrode layer 35 through the second via-hole electrode 37c.
  • the transmission electrode 33d is connected to the electrode 34d of the second electrode layer 34 via the first via-hole electrode 36d.
  • the electrode 34d is connected to the transmission-side signal terminal 12 of the third electrode layer 35 through the second via hole electrode 37d.
  • the ground electrode 33e is connected to the electrode 34e of the second electrode layer 34 through the first via hole electrode 36e.
  • the electrode 34e is connected to the ground terminal 16 of the third electrode layer 35 through the second via hole electrode 37e.
  • the ground terminal 16 is connected to a ground potential.
  • the first via hole electrode 36e, the electrode 34e of the second electrode layer 34, and the second via hole electrode 37e constitute an inductor L1.
  • the ground electrode 33f is connected to the electrode 34f of the second electrode layer 34 through the first via hole electrode 36f.
  • the electrode 34f is connected to the ground terminal 17 of the third electrode layer 35 via a plurality of second via hole electrodes 37f.
  • the ground terminal 17 is connected to the ground potential.
  • the inductor L2 is configured by the first via hole electrode 36f, the electrode 34f of the second electrode layer 34, and the second via hole electrode 37f.
  • the wiring board 30 includes three or more dielectric layers, a plurality of second electrode layers 34 may be disposed in the wiring board 30. The plurality of second electrode layers are connected to each other through via hole electrodes.
  • the ground electrode 33g is connected to the electrode 34g of the second electrode layer 34 through the plurality of first via hole electrodes 36g.
  • the electrode 34g is connected to the ground terminals 17 to 19 of the third electrode layer 35 via a plurality of second via hole electrodes 37g.
  • the ground terminals 17 to 19 are connected to the ground potential.
  • the wiring pattern which comprises an inductor when the wiring pattern which comprises an inductor is formed in the mounting surface of a wiring board, the area of the part which the electrode on a piezoelectric substrate and the electrode on the mounting surface of a wiring board oppose increases.
  • the wiring pattern is lengthened in order to increase the inductance value of the inductor, the area of the portion where the electrode on the piezoelectric substrate and the electrode on the mounting surface of the wiring substrate face each other is increased. For this reason, the capacitive coupling which arises between the electrode on a piezoelectric substrate and the electrode on the mounting surface of a wiring board becomes large. As a result, the attenuation characteristics outside the pass band are deteriorated.
  • the inductor L2 includes at least one second electrode layer 34 and first and second via hole electrodes 36f and 37f, and the first electrode layer 33 and the third electrode layer.
  • the inductor L ⁇ b> 2 is configured by the connection electrode 39 that connects to 35.
  • the inductor L ⁇ b> 2 is configured by a second electrode layer 34 provided inside the wiring substrate 30.
  • the two ground terminals 2 d and 2 e connected to the ground electrode 33 f constituting the common connection point 23 are arranged so as to be adjacent to each other along one side 41 ⁇ / b> A of the piezoelectric substrate 41.
  • the ground electrode 33f constituting the common connection point 23 even when the ground electrode 33f constituting the common connection point 23 is provided, the area of the portion where the ground electrode 33f and the electrode formed on the piezoelectric substrate 41 face each other can be reduced. . Therefore, it is possible to suppress the formation of capacitive coupling between the ground electrode 33f and the electrode formed on the piezoelectric substrate 41. Therefore, excellent out-of-passband attenuation characteristics can be realized.
  • connection electrode 39 may include a via hole electrode that connects the plurality of second electrode layers 34 together with the first and second via hole electrodes 36f and 37f.
  • an acoustic wave duplexer having the same configuration as the acoustic wave duplexer 1 according to the above embodiment was prepared.
  • the inductor L2-1 is connected between the parallel arm 22b and the common connection point 23, and the parallel arm 22c and the common connection point 23 are connected.
  • An inductor L2-2 is connected between them, and an inductor L2-3 is connected between the common connection point 23 and the ground potential, which is different from the acoustic wave duplexer according to the embodiment.
  • the inductor L2-1 and the inductor L2-2 are constituted by a first electrode layer 33 formed on the first main surface 30a.
  • the inductor L2-3 is configured by the second electrode layer 34 as in the embodiment.
  • the inductor L2-3 has a smaller inductance value than the inductor L2. Specifically, the inductance value of the inductor L2 in the example was 0.6 nH. The inductance value of the inductor L2-3 was 0.4 nH. The inductance values of the inductors L2-1 and L2-2 are 0.5 nH.
  • FIG. 12 shows the pass characteristics of the transmission filter of the example.
  • FIG. 13 shows the pass characteristics of the transmission filter of the comparative example.
  • the graphs shown as “ideal characteristics” in FIGS. 12 and 13 are graphs representing the pass characteristics obtained by the simulation without considering the capacitive coupling or the like.
  • the difference between the ideal characteristic and the actually measured characteristic is 0.4 dB in the second harmonic attenuation band (1648 MHz to 1698 MHz) and 0.8 dB in the third harmonic attenuation band (2472 MHz to 2547 MHz). Met.
  • the difference between the ideal characteristic and the measured characteristic was 2.8 dB in the second harmonic attenuation band and 4.3 dB in the third harmonic attenuation band.
  • surface acoustic wave resonators are used for the series arm resonator and the parallel arm resonator, but other elastic wave resonators such as boundary acoustic wave resonators and bulk acoustic wave resonators may be used. . Moreover, although the said embodiment demonstrated using the splitter, this invention is applicable also to other elastic wave apparatuses, such as an interstage filter of RF circuit.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)

Abstract

　帯域外減衰特性に優れた弾性波装置を提供する。　弾性波チップ４０は、少なくとも２つのグラウンド端子２ｄ、２ｅを有する。少なくとも２つのグラウンド端子２ｄ、２ｅは、圧電基板４１の上に配されている。少なくとも２つのグラウンド端子２ｄ、２ｅは、共通接続点２３に接続されている。少なくとも２つのグラウンド端子２ｄ、２ｅは、圧電基板４１の一辺４１Ａに沿って隣り合うように配置されている。共通接続点２３が第１の電極層３３に設けられている。インダクタＬ２は、少なくとも１つの第２の電極層３４及び接続電極３９により構成されている。

Description

弾性波装置
　本発明は、弾性波装置に関する。特に、本発明は、ラダー型の弾性波フィルタ部を有する弾性波フィルタ装置や弾性波分波器に関する。
　従来、圧電基板上に形成した弾性表面波共振子をラダー型に接続したラダー型フィルタ部を有するバンドパスフィルタが知られている。このようなバンドパスフィルタにおいて、複数の並列腕を圧電基板上で接続し、かつ、その複数の並列腕の接続点に、ワイヤやパッケージの配線パターンにより構成されたインダクタを接続することにより、通過帯域外の減衰特性の改善を図ることが知られている。
　また、特許文献１には、複数の並列腕を圧電基板上において接続せず、各並列腕の共通接続点よりも上流側にインダクタンスを接続することにより、ラダー型弾性表面波フィルタの通過帯域外の減衰特性を改善することが記載されている。特許文献１に記載の弾性波装置では、具体的には、送信フィルタおよび受信フィルタを構成する圧電基板をフリップチップ実装する多層基板の実装面に形成されたグランドパターンにより上記インダクタンスが構成されている。
特開２００４－３２８６７６号公報
　しかしながら、通過帯域外の減衰特性を改善するために複数の並列腕を圧電基板上において共通接続した場合、共通接続するための配線を引き回すスペースを圧電基板上に確保する必要がある。このため、配線基板の配線が長くなった分だけ圧電基板を大面積にする必要がある。従って、弾性波装置が大型化する傾向にある。
　一方、特許文献１に記載のように、各並列腕の共通接続点よりも上流側に接続したインダクタンスを、多層基板の実装面に形成されたグラウンドパターンにより構成した場合は、通過帯域外の減衰特性を十分に改善することが困難であるという問題がある。
　本発明は、斯かる点に鑑みて成されたものであり、小型でありながら、帯域外減衰特性に優れた弾性波装置を提供することを目的とする。
　本発明に係る弾性波装置は、入力端子と、出力端子と、直列腕と、複数の直列腕共振子と、複数の並列腕と、並列腕共振子と、インダクタとを備えている。直列腕は、入力端子と出力端子とを接続している。複数の直列腕共振子は、直列腕において直列に接続されている。複数の並列腕のそれぞれは、直列腕とグラウンド電位との間に接続されている。並列腕共振子は、複数の並列腕のそれぞれに設けられている。インダクタは、複数の並列腕のうちの少なくとも２つの並列腕の共通接続点と、グラウンド電位との間に接続されている。弾性波装置は、弾性波チップと、配線基板と、第１の電極層と、少なくとも１つの第２の電極層と、第３の電極層と、接続電極とを備えている。弾性波チップは、矩形状の圧電基板と、複数のＩＤＴ電極とを有する。複数のＩＤＴ電極は、圧電基板の上に配されている。複数のＩＤＴ電極は、複数の直列腕共振子と複数の並列腕共振子とを構成している。配線基板は、第１の主面と、第２の主面とを有する。第１の主面には、弾性波チップがフリップチップ実装されている。第１の電極層は、第１の主面の上に配されている。少なくとも１つの第２の電極層は、配線基板内に配されている。第３の電極層は、第２の主面上に配されている。接続電極は、第１の電極層と第３の電極層とを第２の電極層を経由して接続している。弾性波チップは、少なくとも２つのグラウンド端子を有する。少なくとも２つのグラウンド端子は、圧電基板の上に配されている。少なくとも２つのグラウンド端子は、共通接続点に接続されている。少なくとも２つのグラウンド端子は、圧電基板の一辺に沿って隣り合うように配置されている。共通接続点が第１の電極層に設けられている。インダクタは、少なくとも１つの第２の電極層と接続電極とにより構成されている。
　本発明に係る弾性波装置のある特定の局面では、弾性波装置は、ラダー型弾性波フィルタ部により構成されている送信側フィルタ部と、受信側フィルタ部とを備える弾性波分波器である。
　本発明に係る弾性波装置の別の特定の局面では、直列腕共振子と並列腕共振子とのそれぞれは、弾性表面波共振子により構成されている。
　本発明によれば、帯域外減衰特性に優れた弾性波装置を提供することができる。
図１は、本発明の一実施形態に係る弾性波分波器の略図的等価回路図である。 図２は、本発明の一実施形態に係る弾性波分波器の略図的断面図である。 図３は、本発明の一実施形態における受信側弾性波フィルタチップの略図的透視平面図である。 図４は、本発明の一実施形態における送信側弾性波フィルタチップの略図的透視平面図である。 図５は、本発明の一実施形態における配線基板の第１の主面の略図的平面図である。 図６は、本発明の一実施形態における第２の電極層の略図的透視平面図である。 図７は、本発明の一実施形態における配線基板の第２の主面の略図的透視平面図である。 図８は、比較例に係る弾性波分波器の略図的等価回路図である。 図９は、比較例における配線基板の第１の主面の略図的平面図である。 図１０は、比較例における第２の電極層の略図的透視平面図である。 図１１は、比較例における配線基板の第２の主面の略図的透視平面図である。 図１２は、実施例に係る弾性表面波分波器の送信側フィルタ部における通過特性を表すグラフである。 図１３は、比較例に係る弾性表面波分波器の送信側フィルタ部における通過特性を表すグラフである。
　以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。
　また、実施形態等において参照する各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照することとする。また、実施形態等において参照する図面は、模式的に記載されたものであり、図面に描画された物体の寸法の比率などは、現実の物体の寸法の比率などとは異なる場合がある。図面相互間においても、物体の寸法比率等が異なる場合がある。具体的な物体の寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。
　図１は、本実施形態に係る弾性波分波器の略図的等価回路図である。図１に示す弾性波分波器１は、ＵＭＴＳ－ＢＡＮＤ５（通過帯域　送信：８２４ＭＨｚ～８４９ＭＨｚ、受信：８６９ＭＨｚ～８９４ＭＨｚ）用の弾性表面波分波器である。
　弾性波分波器１は、アンテナに接続されるアンテナ端子１１と、送信側信号端子１２と、第１及び第２の受信側信号端子１３ａ、１３ｂとを有する。アンテナ端子１１と送信側信号端子１２との間には、送信側フィルタ部２が接続されている。一方、アンテナ端子１１と第１及び第２の受信側信号端子１３ａ、１３ｂとの間には、受信側フィルタ部３が接続されている。送信側フィルタ部２と受信側フィルタ部３との間の接続点とアンテナ端子１１との間の接続点と、グラウンド電位との間には、インピーダンス整合用のインダクタＬ３が接続されている。
　受信側フィルタ部３は、アンテナ端子１１に接続されているアンテナ側端子３ａと、第１または第２の受信側信号端子１３ａ、１３ｂに接続されている第１及び第２の平衡端子としての第１及び第２の受信側端子３ｂ、３ｃとを有する。アンテナ側端子３ａと、第１及び第２の受信側端子３ｂ、３ｃとの間には、平衡－不平衡変換機能を有するバランス型の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部３ｄが接続されている。縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部３ｄとアンテナ側端子３ａとの間には、弾性表面波共振子３ｅ、３ｆが接続されている。
　送信側フィルタ部２は、ラダー型弾性表面波フィルタ部により構成されている。送信側フィルタ部２は、アンテナ端子１１に接続されているアンテナ側端子２ａと、送信側信号端子１２に接続されている送信側端子２ｂと、グラウンド電位に接続されている第１～第３のグラウンド端子２ｃ～２ｅとを有する。共通接続点２３に接続されている２つのグラウンド端子２ｄ、２ｅは、図３に示すように、圧電基板４１の一辺４１Ａに沿って隣り合うように配置されている。
　アンテナ側端子２ａと送信側端子２ｂとは、直列腕２１により接続されている。直列腕２１には、複数の直列腕共振子Ｓ１～Ｓ４が設けられている。複数の直列腕共振子Ｓ１～Ｓ４は、直列腕２１において直列に接続されている。なお、本実施形態では、直列腕共振子Ｓ２は、ひとつの共振子として機能する共振子Ｓ２－１と共振子Ｓ２－２とにより構成されている。すなわち、直列腕共振子Ｓ２は、共振子Ｓ２－１と共振子Ｓ２－２とに分割されている。また、直列腕共振子Ｓ３は、ひとつの共振子として機能する共振子Ｓ３－１と共振子Ｓ３－２とにより構成されている。すなわち、直列腕共振子Ｓ３は、共振子Ｓ３－１と共振子Ｓ３－２とに分割されている。なお、各共振子Ｓ１，Ｓ２－１，Ｓ２－２，Ｓ３－１，Ｓ３－２，Ｓ４のそれぞれは、互いに間挿し合っている一対のくし歯状電極からなるＩＤＴ電極と、そのＩＤＴ電極の弾性波伝搬方向の両側に配された反射器とにより構成されている。
　直列腕２１とグラウンド電位とは、複数の並列腕２２ａ～２２ｃによって接続されている。具体的には、並列腕２２ａは、直列腕共振子Ｓ１と直列腕共振子Ｓ２との間の接続点とグラウンド電位とを接続している。並列腕２２ａには、並列腕共振子Ｐ１が設けられている。並列腕２２ａとグラウンド電位との間には、インダクタＬ１が接続されている。
　並列腕２２ｂは、第２の直列腕共振子Ｓ２と第３の直列腕共振子Ｓ３との間の接続点とグラウンド電位とを接続している。並列腕２２ｂには、並列腕共振子Ｐ２が設けられている。並列腕２２ｃは、第３の直列腕共振子Ｓ３と第４の直列腕共振子Ｓ４との間の接続点とグラウンド電位とを接続している。並列腕２２ｃには、並列腕共振子Ｐ３が設けられている。並列腕２２ｂと並列腕２２ｃとは、共通接続点２３に共通に接続されている。共通接続点２３とグラウンド電位との間には、インダクタＬ２が接続されている。
　なお、並列腕共振子Ｐ１～Ｐ３のそれぞれは、互いに間挿し合っている一対のくし歯状電極からなるＩＤＴ電極と、そのＩＤＴ電極の弾性波伝搬方向の両側に配された反射器とにより構成されている。
　図２は、本実施形態に係る弾性波分波器の略図的断面図である。図３は、本実施形態における受信側弾性波フィルタチップの略図的透視平面図である。図４は、本実施形態における送信側弾性波フィルタチップの略図的透視平面図である。図５は、本実施形態における配線基板の第１の主面の略図的平面図である。図６は、本実施形態における第２の電極層の略図的透視平面図である。図７は、本実施形態における配線基板の第２の主面の略図的透視平面図である。次に、主として図２～図７を参照しながら本実施形態に係る弾性波分波器１の具体的構成について説明する。
　図２に示すように、弾性波分波器１は、配線基板３０と、弾性波チップとしての送信チップ４０及び受信チップ５０とを有する。送信チップ４０と受信チップ５０とは、金や半田などからなるバンプ１５を介して配線基板３０の第１の主面（実装面）３０ａの上にフリップチップ実装されている。送信チップ４０と受信チップ５０とは、第１の主面３０ａの上に設けられた樹脂封止材３８により封止されている。
　図３に示す送信チップ４０は、弾性表面波フィルタチップである。送信チップ４０は、矩形状の圧電基板４１を有する。圧電基板４１の主面４１ａの上には、複数の直列腕共振子Ｓ１～Ｓ４及び複数の並列腕共振子Ｐ１～Ｐ３を構成している複数のＩＤＴ電極４２が設けられている。また、圧電基板４１の主面４１ａ上には、アンテナ側端子２ａ、送信側端子２ｂ及び第１～第３のグラウンド端子２ｃ～２ｅが設けられている。
　図４に示す受信チップ５０は、弾性表面波フィルタチップである。受信チップ５０は、矩形状の圧電基板５１を有する。圧電基板５１の主面５１ａの上には、受信側フィルタ部３を構成している複数のＩＤＴ電極５２が設けられている。また、圧電基板５１の主面５１ａの上には、アンテナ側端子３ａと、第１及び第２の受信側端子３ｂ、３ｃとが設けられている。
　圧電基板４１，５１の主面４１ａ、５１ａの上には、ＩＤＴ電極４２，５２を覆うように酸化ケイ素や窒化ケイ素などからなる保護膜が設けられていてもよい。
　本実施形態では、圧電基板４１，５１のそれぞれが、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）からなる例について説明するが、圧電基板４１，５１は、例えば、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）や水晶などの他の圧電性材料からなるものであってもよい。
　本実施形態では、圧電基板４１，５１の主面４１ａ、５１ａの上に形成されているＩＤＴ電極４２，５２等の電極は、Ａｌ－Ｃｕ合金により構成されているが、電極は、例えば、Ａｌ，Ｃｕ，Ｔｉ，Ｐｔ，Ａｕ，Ａｇ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｐｄなどの金属や、これらの金属の一種以上を含む合金などの導電材料からなるものであってもよい。また、電極は、上記導電材料からなる複数の導電膜が積層された導電膜積層体により構成されていてもよい。
　配線基板３０は、第１及び第２の誘電体層３１，３２と、第１～第３の電極層３３～３５とを有する。本実施形態では、誘電体層３１，３２のそれぞれは、アルミナからなるが、誘電体層３１，３２は、例えば、アルミナ以外のセラミック材料や、樹脂からなるものであってもよい。また、配線基板３０は、３層以上の誘電体層を備えるものであってもよい。
　第１及び第２の誘電体層３１，３２は、積層されており、第１の誘電体層３１の一主面により配線基板３０の第１の主面３０ａが構成されている。第２の誘電体層３２の一主面により配線基板３０の第２の主面３０ｂが構成されている。第１の電極層３３は、第１の主面３０ａの上に配されている。第２の電極層３４は、第１の誘電体層３１と第２の誘電体層３２との間に配されている。すなわち、第２の電極層３４は、配線基板３０内に配されている。第３の電極層３５は、第２の主面３０ｂの上に配されている。第１の電極層３３と第２の電極層３４とは、図５に示す複数の第１のビアホール電極３６により接続されている。第２の電極層３４と第３の電極層３５とは、図６に示す複数の第２のビアホール電極３７により接続されている。
　図５に示すように、第１の電極層３３は、アンテナ電極３３ａと、第１及び第２の受信電極３３ｂ、３３ｃと、送信電極３３ｄと、グラウンド電極３３ｅと、グラウンド電極３３ｆと、グラウンド電極３３ｇとを有する。アンテナ電極３３ａは、アンテナ側端子２ａ、３ａに接続されている。第１の受信電極３３ｂには、第１の受信側端子３ｂが接続されている。第２の受信電極３３ｃは、第２の受信側端子３ｃに接続されている。送信電極３３ｄは、送信側端子２ｂに接続されている。グラウンド電極３３ｅは、グラウンド端子２ｃに接続されている。グラウンド電極３３ｆは、グラウンド端子２ｄ、２ｅに接続されている。このため、グラウンド電極３３ｆが、図１に示す共通接続点２３を構成している。すなわち、グラウンド電極３３ｆにより構成されている共通接続点２３は、第１の主面３０ａの上に配された第１の電極層３３に設けられている。グラウンド電極３３ｇは、受信側フィルタ部３に接続されている。
　アンテナ電極３３ａは、第１のビアホール電極３６ａを介して、第２の電極層３４の電極３４ａに接続されている。電極層３４は、第２のビアホール電極３７ａを介して、第３の電極層３５のアンテナ端子１１に接続されている。
　第１の受信電極３３ｂは、第１のビアホール電極３６ｂを介して、第２の電極層３４の電極３４ｂに接続されている。電極３４ｂは、第２のビアホール電極３７ｂを介して、第３の電極層３５の第１の受信側信号端子１３ａに接続されている。
　第２の受信電極３３ｃは、第１のビアホール電極３６ｃを介して、第２の電極層３４の電極３４ｃに接続されている。電極３４ｃは、第２のビアホール電極３７ｃを介して、第３の電極層３５の第２の受信側信号端子１３ｂに接続されている。
　送信電極３３ｄは、第１のビアホール電極３６ｄを介して、第２の電極層３４の電極３４ｄに接続されている。電極３４ｄは、第２のビアホール電極３７ｄを介して、第３の電極層３５の送信側信号端子１２に接続されている。
　グラウンド電極３３ｅは、第１のビアホール電極３６ｅを介して、第２の電極層３４の電極３４ｅに接続されている。電極３４ｅは、第２のビアホール電極３７ｅを介して、第３の電極層３５のグラウンド端子１６に接続されている。このグラウンド端子１６は、グラウンド電位に接続される。また、第１のビアホール電極３６ｅ、第２の電極層３４の電極３４ｅ、及び第２のビアホール電極３７ｅにより、インダクタＬ１が構成されている。
　グラウンド電極３３ｆは、第１のビアホール電極３６ｆを介して、第２の電極層３４の電極３４ｆに接続されている。電極３４ｆは、複数の第２のビアホール電極３７ｆを介して、第３の電極層３５のグラウンド端子１７に接続されている。このグラウンド端子１７は、グラウンド電位に接続される。
　また、本実施形態では、第１のビアホール電極３６ｆ、第２の電極層３４の電極３４ｆ、及び第２のビアホール電極３７ｆにより、インダクタＬ２が構成されている。なお、配線基板３０が３層以上の誘電体層を備える場合、配線基板３０内に複数の第２の電極層３４が配されていてもよい。これら複数の第２の電極層はビアホール電極を介して互いに接続されている。
　グラウンド電極３３ｇは、複数の第１のビアホール電極３６ｇを介して、第２の電極層３４の電極３４ｇに接続されている。電極３４ｇは、複数の第２のビアホール電極３７ｇを介して、第３の電極層３５のグラウンド端子１７～１９に接続されている。このグラウンド端子１７～１９は、グラウンド電位に接続される。
　ところで、配線基板の実装面にインダクタを構成する配線パターンを形成した場合は、圧電基板上の電極と、配線基板の実装面上の電極とが対向する部分の面積が多くなる。特に、インダクタのインダクタンス値を大きくするために、配線パターンを長くした場合は、圧電基板上の電極と、配線基板の実装面上の電極とが対向する部分の面積がより多くなる。このため、圧電基板上の電極と、配線基板の実装面上の電極との間に生じる容量結合が大きくなる。その結果、通過帯域外の減衰特性が悪化してしまう。
　これに対して本実施形態では、インダクタＬ２が、少なくとも１つの第２の電極層３４と、第１及び第２のビアホール電極３６ｆ、３７ｆを含み、第１の電極層３３と第３の電極層３５とを接続している接続電極３９によりインダクタＬ２が構成されている。具体的には、インダクタＬ２は、配線基板３０の内部に設けられた第２の電極層３４により構成されている。また、共通接続点２３を構成しているグラウンド電極３３ｆに接続されている２つのグラウンド端子２ｄ、２ｅは、圧電基板４１の一辺４１Ａに沿って隣り合うように配置されている。このため、共通接続点２３を構成しているグラウンド電極３３ｆを設けた場合であっても、グラウンド電極３３ｆと圧電基板４１上に形成された電極とが対向する部分の面積を小さくすることができる。よって、グラウンド電極３３ｆと圧電基板４１上に形成された電極との間に容量結合が形成されることを抑制できる。従って、優れた通過帯域外減衰特性を実現することができる。ここで、共通接続点を配線基板３０の内部に設けることも考えられるが、この場合、配線基板３０の内部に共通化するための引き回し配線が必要となるので、小型化には不利である。
　なお、本実施形態では、第２の電極層３４が１つのみ設けられている例について説明したが、第２の電極層３４は、複数設けられていてもよい。その場合は、接続電極３９は、第１及び第２のビアホール電極３６ｆ、３７ｆと共に、複数の第２の電極層３４を接続しているビアホール電極を含んでいてもよい。
　以下、この効果について、具体例に基づいてさらに詳細に説明する。
　実施例として、上記実施形態に係る弾性波分波器１と同様の構成を有する弾性波分波器を用意した。
　比較例として、図８～図１１に示す弾性波分波器を用意した。図８に示すように、比較例に係る弾性波分波器は、並列腕２２ｂと共通接続点２３との間にインダクタＬ２－１が接続されており、並列腕２２ｃと共通接続点２３との間にインダクタＬ２－２が接続されており、共通接続点２３とグラウンド電位との間にインダクタＬ２－３が接続されている点で、実施例に係る弾性波分波器と異なる。図９に示すように、インダクタＬ２－１とインダクタＬ２－２とが第１の主面３０ａの上に形成された第１の電極層３３により構成されている。インダクタＬ２－３は、実施例と同様に、第２の電極層３４により構成されている。なお、インダクタＬ２－３は、インダクタＬ２よりもインダクタンス値が小さい。具体的には、実施例のインダクタＬ２のインダクタンス値は、０．６ｎＨとした。インダクタＬ２－３のインダクタンス値は０．４ｎＨとした。インダクタＬ２－１，Ｌ２－２のインダクタンス値は０．５ｎＨとした。
　図１２に実施例の送信側フィルタの通過特性を示す。図１３は比較例の送信側フィルタの通過特性を示す。なお、図１２，１３に「理想特性」として示しているグラフは、容量結合等を考慮しないシミュレーションにより得られる通過特性を表すグラフである。
　図１２に示すように、実施例では、理想特性と実測特性との差が、２倍波減衰帯（１６４８ＭＨｚ～１６９８ＭＨｚ）で０．４ｄＢ、３倍波減衰帯（２４７２ＭＨｚ～２５４７ＭＨｚ）で０．８ｄＢであった。これに対して、図１３に示すように、比較例は、理想特性と実測特性との差が、２倍波減衰帯で２．８ｄＢ、３倍波減衰帯で４．３ｄＢであった。このように、実施例の送信側フィルタ部は、比較例の送信側フィルタ部に比べて、理想特性に近い帯域外減衰特性を実現できることがわかる。
　なお、上記実施形態では直列腕共振子および並列腕共振子に弾性表面波共振子を用いたが、弾性境界波共振子、バルク弾性波共振子などの他の弾性波共振子を用いてもよい。また、上記実施形態では分波器を用いて説明したが、本発明は、ＲＦ回路の段間フィルタなど、他の弾性波装置にも適用できる。
１…弾性波分波器
２…送信側フィルタ部
２ａ、３ａ…アンテナ側端子
２ｂ…送信側端子
２ｃ～２ｅ…グラウンド端子
３…受信側フィルタ部
３ａ…アンテナ側端子
３ｂ…第１の受信側端子
３ｃ…第２の受信側端子
３ｄ…縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部
３ｅ、３ｆ…弾性表面波共振子
１１…アンテナ端子
１２…送信側信号端子
１３ａ…第１の受信側信号端子
１３ｂ…第２の受信側信号端子
１５…バンプ
１６～１９…グラウンド端子
２１…直列腕
２２ａ～２２ｃ…並列腕
２３…共通接続点
３０…配線基板
３０ａ…第１の主面
３０ｂ…第２の主面
３１…第１の誘電体層
３２…第２の誘電体層
３３…第１の電極層
３３ａ…アンテナ電極
３３ｂ…第１の受信電極
３３ｃ…第２の受信電極
３３ｄ…送信電極
３３ｅ～３３ｇ…グラウンド電極
３４…第２の電極層
３４ａ～３４ｇ…電極
３５…第３の電極層
３６、３６ａ～３６ｇ…第１のビアホール電極
３７、３７ａ～３７ｇ…第２のビアホール電極
３８…樹脂封止材
３９…接続電極
４０…送信チップ
５０…受信チップ
４１，５１…圧電基板
４１Ａ…一辺
４１ａ、５１ａ…主面
４２，５２…ＩＤＴ電極
Ｐ１～Ｐ３…並列腕共振子
Ｓ１～Ｓ４…直列腕共振子
Ｌ１～Ｌ３…インダクタ

Claims (3)

  1. 　入力端子と、
    　出力端子と、
    　前記入力端子と前記出力端子とを接続している直列腕と、
    　前記直列腕において直列に接続されている複数の直列腕共振子と、
    　前記直列腕とグラウンド電位との間に接続されている複数の並列腕と、
    　前記複数の並列腕のそれぞれに設けられた並列腕共振子と、
    　前記複数の並列腕のうちの少なくとも２つの並列腕の共通接続点と、グラウンド電位との間に接続されているインダクタと、
    を備えるラダー型弾性波フィルタ部を有する弾性波装置であって、
    　矩形状の圧電基板と、前記圧電基板の上に配されており、前記複数の直列腕共振子と前記複数の並列腕共振子とを構成している複数のＩＤＴ電極とを有する弾性波チップと、
    　前記弾性波チップがフリップチップ実装されている第１の主面と、第２の主面とを有する配線基板と、
    　前記第１の主面の上に配されている第１の電極層と、
    　前記配線基板内に配されている少なくとも１つの第２の電極層と、
    　前記第２の主面上に配されている第３の電極層と、
    　前記第１の電極層と前記第３の電極層とを前記第２の電極層を経由して接続している接続電極と、
    を備え、
    　前記弾性波チップは、前記圧電基板の上に配されており、前記共通接続点に接続されている少なくとも２つの並列腕が接続されている少なくとも２つのグラウンド端子を有し、
    　前記少なくとも２つのグラウンド端子は、前記圧電基板の一辺に沿って隣り合うように配置されており、
    　前記共通接続点が前記第１の電極層に設けられており、
    　前記インダクタは、前記少なくとも１つの第２の電極層及び前記接続電極により構成されている、弾性波装置。
  2. 　前記ラダー型弾性波フィルタ部により構成されている送信側フィルタ部と、
    　受信側フィルタ部と、
    を備える弾性波分波器である、請求項１に記載の弾性波装置。
  3. 　前記直列腕共振子と前記並列腕共振子とのそれぞれは、弾性表面波共振子により構成されている、請求項１または２に記載の弾性波装置。
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